i
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIÁS – UEG
UNIDADE UNIVERSITÁRIA DE CIÊNCIAS EXATAS E
TECNOLÓGICAS
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
ROBERTA MACÊDO DE OLIVERIA
OBRAS INTERESSANTES NA CONSTRUÇÃO CIVIL
PUBLICAÇÃO N°: 147/2011
ANÁPOLIS / GO
2011
ii
ROBERTA MACÊDO DE OLIVEIRA
OBRAS INTERESSANTES NA CONSTRUÇÃO CIVIL
PUBLICAÇÃO N°: 147/2011
PROJETO
FINAL
SUBMETIDO
AO
CURSO
DE
ENGENHARIA CIVIL DA UNIVERSIDADE ESTADUAL DE
GOIÁS.
ORIENTADORA: VALÉRIA CONCEIÇÃO MOURO COSTA
ANÁPOLIS / GO: 2011
iii
FICHA CATALOGRÁFICA
OLIVEIRA, ROBERTA MACÊDO
Obras Interessantes na Construção Civil [Goiás] 2011
xv, 92P., 297 mm (ENC/UEG, Bacharel, Engenharia Civil, 2011).
Projeto Final - Universidade Estadual de Goiás. Unidade Universitária de Ciências
Exatas e Tecnológicas.
Curso de Engenharia Civil
1. Tecnologia dos Materiais
3. Grandes Obras Interessantes
I. ENC/UEG
2. História da Engenharia
II. Título (Série)
REFERÊNCIA BIBLIOGRÁFICA
OLIVEIRA, R. M. Obras Interessantes na Construção Civil. Projeto Final, Publicação ENC.
PF-147/2011, Curso de Engenharia Civil, Universidade Estadual de Goiás, Anápolis, GO,
92p. 2010.
CESSÃO DE DIREITOS
NOME DO AUTOR: Roberta Macêdo de Oliveira
TÍTULO DA DISSERTAÇÃO DE PROJETO FINAL: Obras Interessantes na Construção
Civil.
GRAU: Bacharel em Engenharia Civil
ANO: 2011
É concedida à Universidade Estadual de Goiás a permissão para reproduzir cópias
deste projeto final e para emprestar ou vender tais cópias somente para propósitos acadêmicos
e científicos. O autor reserva outros direitos de publicação e nenhuma parte deste projeto final
pode ser reproduzida sem a autorização por escrito do autor.
_____________________________
Roberta Macêdo de Oliveira
Av. 85 Qd. 61 Bl. 02 Aptº 201 – Setor Marista
74160-010 - Goiânia/GO – Brasil
iv
ROBERTA MACÊDO DE OLIVEIRA
OBRAS INTERESSANTES NA CONSTRUÇÃO CIVIL
PROJETO FINAL SUBMETIDO AO CURSO DE ENGENHARIA CIVIL DA
UNIVERSIDADE ESTADUAL DE GOIÁS COMO PARTE DOS REQUISITOS
NECESSÁRIOS PARA A OBTENÇÃO DO GRAU DE BACHAREL.
APROVADO POR:
________________________________________
VALÉRIA CONCEIÇÃO MOURO COSTA, M.Sc. (Universidade Estadual de Goiás)
(ORIENTADORA)
_________________________________________
CLÁUDIO MARRA, M.Sc. (Universidade Estadual de Goiás)
(EXAMINADOR INTERNO)
_________________________________________
LIANA DE LUCCA JARDIM BORGES, D.Sc. (Universidade Estadual de Goiás)
(EXAMINADOR INTERNO)
ANÁPOLIS/GO, 01 de julho de 2011.
v
AGRADECIMENTO
Agradeço em principal à Deus pela força, coragem, dedicação, oportunidade, realização
do curso e da conclusão da monografia.
À profª. M.Sc. Valéria Conceição Mouro Costa pela oportunidade e por um ano a
orientadora ideal para muitos de nós, pelo estímulo dado e pela combinação excepcional de
bom senso e visão crítica.
Aos meus pais e irmãos pela paciência, compreensão e estímulo dado a cada dia desse
trabalho.
Aos meus colegas de trabalho que estiverem sempre ao meu lado, compreendendo e
estimulando a realização do trabalho.
À minha amiga Mariane Brito Costa pela paciência, compreensão e auxílio para que
esse trabalho fosse concluído juntamente com o curso.
Aos meus colegas de faculdade Pablini Souza, Bruno César, Aurélio Augusto que foram
especiais em diversas fases do curso.
vi
RESUMO
Essa monografia analisa materiais e suas evoluções no decorrer da história da
construção. A análise é feita pontuando os vários estágios da construção e os materiais que
nelas são usados juntamente com os métodos construtivos assim utilizados. O enfoque dado
em grandes obras interessantes no decorrer dos tempos foi construído com o levantamento e
descrição das mesmas com enfoque em nomes dos engenheiros envolvidos, novidades de
materiais e recordes alcançados.
Palavras-chave: Grandes Obras Interessantes; Tecnologia dos Materiais; História da
Engenharia
vii
ABSTRACT
This monograph analyzes materials and their evolution throughout the history of the
building. The analysis is pointing out the various stages of construction and materials in them
are used in conjunction with the construction methods used as well. The approach taken in
large interesting works throughout the ages has been constructed with the survey and
description of them focusing on names of involved engineers, materials and new highs.
Keywords: Interesting Great Works; Materials Technology; History of Engineering
viii
LISTA DE FIGURAS
Figura
Página
Figura 2.1Ponte Star Steps ....................................................................................................... 19
Figura 2.2 Monumento Stonehenge .......................................................................................... 20
Figura 2.3 Pirâmide de Quélps e Interior da Pirâmide ............................................................. 20
Figura 2.4 Zigurate de Ur ......................................................................................................... 21
Figura 2.5 Partenon .................................................................................................................. 22
Figura 2.6 Porta all'Arco........................................................................................................... 22
Figura 2.7 Detalhe da Abobada e Notre Dame ......................................................................... 23
Figura 2.8 Cúpula e Catedral de Florença ................................................................................ 24
Figura 2.9 Ponte IronBridge ..................................................................................................... 25
Figura 2.10 Ponte Pênsil em São Vicente – São Paulo. ........................................................... 27
Figura 2.11 Home Insurance Building ..................................................................................... 27
Figura 2.12 Pontes Protendidas em Balanços Sucedidos – Marginal Tiete (São Paulo); Itália.
.................................................................................................................................................. 28
Figura 2.13 Exemplo de Estrutura Cilíndrica - Museu Nacional de Arte Contemporânea ...... 29
Figura 2.14 Exemplo de Estrutura Cilíndrica - Palácio das Esplanadas e Exemplo de Estrutura
Linear - Palácio do Planalto. .................................................................................................... 29
Figura 2.15 Pavilhão de Exposição Federal de Jardins – Kassel, Alemanha, em 1995 ........... 30
Figura 2.16 Edifício E-Tower com 162 metros de altura – São Paulo. .................................... 33
Figura 2.17 Laje de fundo dos poços Norte e Sul da estação Luz da Linha 4 - Amarela do
Metrô de São Paulo. ................................................................................................................. 35
Figura 2.18 Barragem UHE Serra do Facão – Goiás ............................................................... 37
Figura 2.19 Ponte Estaiada Irineu Bornhausen em Brusque – Santa Catarina ......................... 38
Figura 2.20 Edifícios de Múltiplos Pavimentos Construídos com concreto leve..................... 39
Figura 2.21 Esquema de Elementos de Suporte de um Túnel .................................................. 40
Figura 2.22 Túnel escavado pelo método NATM - Estação Faria Lima – Metrô Linha
Amarela 4 – São Paulo. ............................................................................................................ 41
Figura 2.23 Concreto em fibras de aço. .................................................................................... 42
Figura 2.24 Piso industrial com concreto com fibras de aço. ................................................... 43
Figura 2.25 Pátio de aeroporto e estacionamento com piso em fibras de aço .......................... 43
Figura 2.26 Túnel com concreto projetado com fibras ............................................................. 44
ix
Figura 3.1 Empire States .......................................................................................................... 47
Figura 3.2 Estrutura de Pórtico do Empire States .................................................................... 48
Figura 3.3 Estrutura Metálica do Empire States ....................................................................... 48
Figura 3.4 Edifício Empire States ............................................................................................ 49
Figura 3.5 World Trade Center ................................................................................................ 50
Figura 3.6 Composição do Complexo do World Trade Center ................................................ 51
Figura 3.7 Construção do WTC................................................................................................ 52
Figura 3.8 Mostra a Proximidade Entre os Pilares – WTC ...................................................... 53
Figura 3.9 Planta do Pavimento Tipo WTC ............................................................................. 53
Figura 3.10 Ilustração do Sistema de Elevadores do WTC ...................................................... 54
Figura 3.11 Torres Petronas Iluminadas ................................................................................... 55
Figura 3.12 Estrutura das Torres Petronas................................................................................ 56
Figura 3.13 Estrutura Externa de União das Torres Petronas................................................... 56
Figura 3.14 Burj Khalifa Dubai ................................................................................................ 57
Figura 3.15 Estacas Enterradas Burj Khalifa Dubai ................................................................. 59
Figura 3.16 Fundação Burj Khalifa Dubai ............................................................................... 60
Figura 3.17 Planta Estrutural – Burj Khalifa Dubai e Estrutura Metálica - Burj Khalifa ........ 60
Figura 3.18 Estrutura Burj Khalifa Dubai ................................................................................ 61
Figura 3.19 Ação do Vento – Burj Khalifa Dubai .................................................................... 62
Figura 3.20 Fachada em Alumínio Texturizado e Vidro .......................................................... 63
Figura 3.21 Ponte Sant‟Angelo ................................................................................................ 65
Figura 3.22 Ponte Golden Gate ................................................................................................ 66
Figura 3.23 Rocha Artificial de Concreto sobre a Torre Sul .................................................... 67
Figura 3.24 Torre Norte no Penhasco de Marin ....................................................................... 67
Figura 3.25 Roldana Móvel Transportando os Fios ................................................................. 68
Figura 3.26 Cabos Formados por 27.000 fios de Aço .............................................................. 68
Figura 3.27 A Ponte Golden Gate – Baia de São Francisco ..................................................... 69
Figura 3.28 Ponte da Normandia .............................................................................................. 69
Figura 3.29 Modelo Estrutural da Ponte da Normandia ........................................................... 70
Figura 3.30 Construção do Tabuleiro da Ponte da Normandia (Aço x Concreto Protendido) . 70
Figura 3.31 Construção do Tabuleiro e Detalhamento de Tabuleiro em Concreto Protendido 71
Figura 3.32 Detalhe dos Estais Ligados a dos Amortecedores................................................. 71
Figura 3.33Estágio da Construção do Piso da Ponte da Normandia ........................................ 72
Figura 3.34 Vista da Conexão Awaji e Kobe ........................................................................... 73
x
Figura 3.35 Estrutura de Simulação ......................................................................................... 74
Figura 3.36 Tabuleiro Treliçado da Ponte Akashi Kaikyo ....................................................... 74
Figura 3.37 Esquema Construtivo da Ponte Akashi Kaikyo .................................................... 75
Figura 3.38Caixão de Concreto Usado na Fundação ............................................................... 75
Figura3.39 Ancora Situada do Lado de Kobe .......................................................................... 76
Figura 3.40 Esquema Lateral e em Planta da Torre ................................................................. 77
Figura 3.41 Torre Nascendo da Base do Caixão ...................................................................... 77
Figura 3.42 Instalação dos Cabos ............................................................................................. 78
Fugura 3.43 Estágios da Construção da Ponte Akashi Kaikyo ................................................ 78
Figura 3.44 Ponte Octavio Frias de Oliveira ............................................................................ 79
Figura 3.45 Estrutura em “X” ................................................................................................... 80
Figura 3.46 Tabuleiro Deslizante ............................................................................................. 81
Figura 3.47 Fundação dos Mastros e Linhas de Interferências ................................................ 81
Figura 3.48Detalhe das Estacas ................................................................................................ 81
Figura 3.49 Tabuleiro da Pista.................................................................................................. 82
Figura 3.50 Tabuleiro Protendido............................................................................................. 82
Figura 3.51 Diagrama de Protensão do Tabuleiro .................................................................... 83
Figura 3.52 Estádio de Munique............................................................................................... 84
Figura 3.53 Maquete Estádio de Munique ............................................................................... 84
Figura 3.54 Esquema da Extensão da Cobertura do Estádio de Munique................................ 85
Figura 3.55 Estrutura de Amarração da Cobertura ................................................................... 85
Figura 3.56 Vista das Malhas – Iluminação e Juntas ............................................................... 86
Figura 3.57 Ancoragem ............................................................................................................ 86
Figura 3.58 Louisiana Superdome ............................................................................................ 87
Figura 3.59 Esquema de Movimentação da Tribuna ................................................................ 88
Figura 3.60 Tribuna Inferior Movimentada por Trilhos ........................................................... 88
Figura 3.61 Vista da Estrutura .................................................................................................. 89
Figura 3.62 Estrutura em Treliça dos Arcos ............................................................................. 89
Figura 3.63 Estrutura de Concreto Suportando a Estrutura Metálica ....................................... 90
Figura 3.64 Estágios da Obra de Superdrome .......................................................................... 90
Figura 3.65 Estrutura de Madeira do Credit Valley.................................................................. 92
Figura 3.66 Casa Folha ............................................................................................................. 92
Figura 3.67 Corte da Casa Folha – Detalhe do pé-direito ........................................................ 93
Figura 3.68 Esquema da Casa Folha ........................................................................................ 93
xi
Figura 3.69 Estrutura do Telhado ............................................................................................. 94
Figura 3.70 Vista da Parede com Garrafas Pet ......................................................................... 96
Figura 3.71 Paredes Montadas.................................................................................................. 96
Figura 3.72 Casa Finalizada ..................................................................................................... 97
xii
LISTA DE TABELAS
Tabela
Página
Tabela 3.1 Cronograma de Execução Burj Khalifa Dubai ....................................................... 58
xiii
LISTA DE SÍMBOLOS, ABREVIAÇÕES E SIGLAS
ABIPET
ABNT
ASCE
BIM
CAA
CAD
CAR
CCR
EMURB
NATM
SEFAC
Associação Brasileira da Indústria do PET
Associação Brasileira de Normas Técnicas
Committee on Spacial Structures
Building Information Modeling
Concreto Auto-Adensável
Concreto de Alto Desempenho
Concreto de Alta Resistência
Concreto Compactado com Rolo
Empresa Municipal de Urbanismo
New Austrian Tunneling Method
Serra do Facão Energia S.A
xiv
SUMÁRIO
Capítulo
Página
1 INTRODUÇÃO ................................................................................................................. 17
1.1 GENERALIDADES ........................................................................................................ 17
1.2 OBJETIVOS E JUSTIFICATIVAS ................................................................................. 17
1.3 ESTRUTURA DA MONOGRAFIA ................................................................................ 18
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA......................................................................................... 18
2.1 EVOLUÇÃO DAS CONSTRUÇÕES ............................................................................. 18
2.2 A EVOLUÇÃO DO CONCRETO ................................................................................... 30
2.3 A IMPORTÂNCIA DOS MODELOS MATEMÁTICOS E DO COMPUTADOR ......... 44
2.4 EXPERIÊNCIAS SOBRE O ESTUDO DA HISTÓRIA DAS ESTRUTURAS NO
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL ........................................................................................ 45
3 EXECUÇÃO DE OBRAS INTERESSANTES NA ENGENHARIA CIVIL .............. 46
3.1 EDIFÍCIOS ...................................................................................................................... 46
3.1.1 Edifício Empire State Building .................................................................................. 46
3.1.2 Torres do World Trade Center ................................................................................. 50
3.1.3 Torres Petronas ........................................................................................................... 54
3.1.4 Burj Khalifa Dubai ..................................................................................................... 57
3.1.4.1 Fundação .................................................................................................................... 59
3.1.4.2 Estrutura ..................................................................................................................... 60
3.1.4.3 Mecânica, Elétrica e Hidráulica ................................................................................. 62
3.1.4.4 Elevadores e Escadas Pressurizadas .......................................................................... 62
3.1.4.5 Revestimento Exterior ............................................................................................... 63
3.1.4.6 Pináculo ..................................................................................................................... 63
3.2 PONTES ........................................................................................................................... 64
3.2.1 Ponte Golden Gate Bridge ......................................................................................... 65
3.2.2 Ponte da Normandia ................................................................................................... 69
3.2.3 Ponte Akashi Kaikyo .................................................................................................. 73
3.2.4 Ponte Octavio Frias de Oliveira ................................................................................ 79
3.3 COBERTURAS ............................................................................................................... 83
3.3.1 Estádio Olímpico de Munique ................................................................................... 83
3.3.2 Louisiana Superdome ................................................................................................. 87
xv
3.4 ESTRUTURA EM MADEIRA ........................................................................................ 91
3.4.1 Casa Folha ................................................................................................................... 92
3.5 CONSTRUÇÕES SUSTENTÁVEIS ............................................................................... 94
4 CONSIDERAÇÕES FINAIS ........................................................................................... 97
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS ............................................................................... 100
17
1 INTRODUÇÃO
1.1 GENERALIDADES
Neto (2002) ressalta em sua pesquisa a importância do ensino da história das estruturas
nos cursos de engenharia civil, tanto em nível de graduação como de pós-graduação. O autor
enfatiza que os cursos de engenharia atuais voltam-se à análise e ao cálculo de partes isoladas
das estruturas, onde são poucas as oportunidades de examinar estruturas completas.
Os estudantes fazem muita análise e pouca síntese e, como conseqüência, tem pouca
oportunidade de conceber, analisar, modelar e compreender o comportamento de uma
estrutura (Neto, 2002).
Valente (2008) comenta que ao analisar a programação dos canais dedicados a
apresentar as maravilhas da engenharia moderna, verificou-se que os profissionais da área de
engenharia não sabem o processo construtivo e de projeto que torna possível a execução de
verdadeiras maravilhas que geram a curiosidade sobre novas tecnologias.
Neste trabalho será apresentada a história da engenharia de estruturas e a evolução dos
materiais de construção, que são considerados os principais fatores para a execução de obras
que causam curiosidade sobre sua execução e, fazem parte da história cultural e social da
ousadia da engenharia em executar obras incríveis e interessantes.
1.2 OBJETIVOS E JUSTIFICATIVAS
O objetivo principal desse trabalho é apresentar o sistema estrutural escolhido pelo
projetista, os materiais utilizados e, o processo construtivo que tornou possível a execução de
grandes maravilhas que se tornaram marcos na história da engenharia de estruturas.
Esta pesquisa se justifica, pois desde que o homem passou a viver em pequenos
agrupamentos de moradias, ele vem erigindo construções extraordinárias e, os profissionais
devem conhecer o processo que tornou possível a execução de obras interessantes (Addis,
1992).
Addis (1992) comenta que as construções são uma importante expressão cultural, social,
política e econômica das sociedades que as executaram, sendo que estes aspectos são
18
praticamente ignorados pelos engenheiros, o que dificulta o diálogo do engenheiro com os
arquitetos, empresários e políticos com os quais terão que se relacionar profissionalmente.
Os engenheiros aprendem cada vez mais a resolver problemas matemáticos e cada vez
menos como alcançar modelos mais adequados para representar uma estrutura. Assim,
conhecendo a história da estruturas e, os métodos e materiais que possibilitaram a execução
de construções impactantes, o engenheiro consegue analisar o comportamento global das
estruturas, o seu funcionamento qualitativo e a sua concepção estrutural.
1.3 ESTRUTURA DA MONOGRAFIA
O presente trabalho será dividido em 4 capítulos. No capítulo 1 são descritas as
considerações gerais, os objetivos e as justificativas que motivaram esta pesquisa.
O capítulo 2 consiste de uma revisão bibliográfica que apresenta a história das
estruturas, a evolução dos materiais e dos métodos de cálculo.
O capítulo 3 apresenta a história das obras interessantes, sua concepção estrutural, os
materiais utilizados, e seus respectivos processos construtivos.
No capítulo 4 serão apresentadas algumas considerações finais e sugestões para
trabalhos futuros.
No capítulo 5 serão apresentadas as obras interessantes executadas de maior impacto
ambiental ou estrutural
2 REVISÃO BIBLIOGRÁFICA
2.1 EVOLUÇÃO DAS CONSTRUÇÕES
Há cerca de 10000 anos, tendo descoberto a agricultura e a pecuária, o homem deixou
de ser nômade, passando a residir em um local fixo, então surgiram os primeiros edifícios
permanentes e as primeiras aldeias. Assim, o homem vem executando construções que o
abriguem, que permitam a reunião de grandes comunidades irmanadas por um objetivo
religioso, político ou de lazer e, que possibilitem a transposição de um rio ou a barragem de
um curso d‟água (Gomes, 2009).
O estudo da história da evolução das estruturas é altamente fascinante, pois:
19
1. Possibilita que se conheçam e se valorizem as extraordinárias construções que
vêm sendo edificadas pelo homem desde a pré-história até os dias atuais;
2. Revela que as construções satisfazem as necessidades do homem e, são uma
importantíssima expressão cultural, social, política e econômica das sociedades
que as construíram;
3. Mostra o papel fundamental que os novos materiais e os novos sistemas
estruturais sempre tiveram, e continuam tendo, na evolução das estruturas;
4. Permite que se compreenda qualitativamente como funcionam estruturas.
Brown (1996) apresenta a ponte pré-histórica Star Steps (Figura 2.1), construída para
travessia de pessoas formada por um sistema estrutural de vigas simples apoiadas sobre o rio
Barle na Inglaterra, sua execução é desconhecida provavelmente datada na pré-história, feita
de granito dividido em 17 vãos totalizando 55 m.
Figura 2.1Ponte Star Steps
Fonte: Brown, D. J., Bridges. Mitchell Beazley, London, 1996.
Stonehenge é um dos mais importantes monumentos da pré-história européia formado
por pilares e vigas simplesmente apoiados (Figura 2.2), foi constituído de arenito e rochas
bluestones, sua construção é de aproximadamente 3.100 a.C. – 1.100 a.C, considerada uma
construção bastante simples, constituída de um círculo de aproximadamente 86,6 m de
diâmetro, e alguns menires de pedra (Atkinson, 1987).
20
Figura 2.2 Monumento Stonehenge
Fonte: Orsow, Steve A., Bridges. Michael Frieman Publishing Group Inc., New York, 1997.
Newhouse (1992) enfatiza sobre o Egito antigo, a Pirâmide de Quéops (Figura 2.3),
também conhecida como a Grande Pirâmide, como sendo o monumento mais pesado que já
foi construído pelo homem. Possui aproximadamente 2,3 milhões de blocos de rocha, cada
um pesando em média 2,5 toneladas e 146,6 m de altura na época da sua construção hoje sua
altura é de 137,16 m. Construída para ser o Túmulo do faraó em Gizé no Egito em 2551 a.C
foi feita do material calcáreo - utilizado no núcleo e no revestimento e granito - os blocos da
câmara do faraó e da entrada da pirâmide (trazidos de Assuã).
Uma característica impressionante é a precisão topográfica dessas construções. Na
Pirâmide de Quéops, a base não apresenta variação de nível superior a 2,5 cm e os lados da
base variação de comprimento superior a 20 cm. Igualmente precisa é a orientação das faces
da pirâmide aos quatro pontos cardeais e a inclinação das faces a 51° 52‟ com a horizontal.
Figura 2.3 Pirâmide de Quélps e Interior da Pirâmide
Fonte: Newhouse, E. L., ed., The Builders, The National Geographic Society, Washington, D.C., 1992.
21
Na região da antiga Mesopotâmia foram construídos os tempos de Zigurates. A
construção é no formato de pirâmides feitas com tijolos de barro. É interessante notar que as
escadas foram feitas de tal forma que fosse possível chegar fisicamente ao templo, localizado
na parte mais alta. As pirâmides do Egito não foram feitas para se alcançar a parte mais alta,
assim, suas escadas não possuem a mesma utilização. Com função de templo, dedicadas aos
deuses, o templo Zigurate de Ur (Figura 2.4), localizado no Iraque, consistia em sete
pavimentos e o santuário ficava no terraço superior com altura total de 21 m e sua base com
dimensões 62,5 x 43 m. O acesso ao último pavimento era feito por escadarias intermináveis e
estreitas que rodeavam os muros. Foi executada em alvenaria de tijolos secados ao sol e
tijolos cozidos.
Figura 2.4 Zigurate de Ur
Fonte: Newhouse, E. L., ed., The Builders, The National Geographic Society, Washington, D.C., 1992.
Newhouse (1992) comenta sobre que o Partenon marcou a evolução na Grécia Antiga,
(Figura 2.5) sendo provavelmente o mais conhecido de todos os templos gregos da
antiguidade. Construído entre 480 e 323 a.C. em Atenas, na Grécia, foi feito em sistema
estrutural de pilares e vigas simplesmente apoiadas. O templo tem comprimento de 70 m e
largura de 32 m e o material utilizado foi o mármore.
Erguidas sobre fundações de alvenaria de calcáreo, que atingiam alguns metros de
profundidade, as construções desse período foram capazes de resistir por mais de 20 séculos,
mesmo em regiões de razoável atividade sísmica. Uma das marcas do Partenon são suas
colunas. As externas, são 46 no total, possuem 10,43 m de altura, 1,90 m de diâmetro na base
e 1,45 m no nível do capitel.
22
Figura 2.5 Partenon
Fonte: Newhouse, E. L., ed.,The Builders, The National Geographic Society, Washington, D.C., 1992.
A maior contribuição dos romanos à engenharia de estruturas foi a utilização dos
arcos, abóbodas e cúpulas. Nesses sistemas, os elementos são apenas submetidos a forças de
compressão, e por isso são tão adequados a construções realizadas com materiais pouco
resistentes à tração, como as alvenarias de pedra e estruturas de concreto largamente
utilizadas pelos romanos.
A Porta all'Arco (Figura 2.6) é um dos mais importantes arcos etruscos hoje
remanescentes. E, por isso, é um importante marco na história da evolução das estruturas, por
configurar o nascimento de um importantíssimo sistema estrutural. Localizada em Volterra na
Itália foi construída no século V a.C para ser o portão de entrada da cidade, feito em alvenaria
de tufo, uma rocha calcárea com grandes poros.
Figura 2.6 Porta all'Arco
Fonte: http://www.comune.volterra.pi.it/english/cittait/murport.html
23
Já na Europa no século XII surgiram as catedrais góticas. No caso da Catedral de
Notre Dame, em Paris, na França, construída nos séculos XII e XIII, tornou-se assim um lugar
de grandes discussões, pois além da beleza criada pela grande altura, muitos problemas, nunca
antes enfrentados, começaram a surgir. Sua altura se tornou tão grande que a luz que entrava
pelas janelas situadas na parte superior das paredes da catedral não atingia o chão. Quanto
mais alta ficava sua estrutura, mais problemas eram encontrados, dentre eles a grande
velocidade e, principalmente, a grande pressão dos ventos. Surgiram assim os sistemas
estruturais, para solucionarem esses impasses foram utilizadas as abóbodas ogivais, como
mostra a Figura 2.7, arcobotantes e contrafortes introduzidos em 1180. Esses novos elementos
estruturais propiciaram paredes mais altas e resistiram aos esforços laterais gerados pelas
abóbadas e pelo vento.
Notre Dame (Figura 2.7) foi projetada e executada por Jean de Chelles feita em
Alvenaria de pedra com argamassa, possui dimensões assim especificadas: abóbadas com 34
m de altura, nave central com 12 m de largura e comprimento externo de 130 m.
Figura 2.7 Detalhe da Abobada e Notre Dame
Fonte: The Builders. Marvels of Engeneering. National Geographic, Washington D.C., 1992
A Catedral de Florença (Figura 2.8) teve sua construção iniciada em 1294 pelo
projetista Arnolfo di Cambio e, após um século e meio com praticamente todas as obras já
finalizadas, permaneceu sem sua cúpula principal. Presente no projeto original, a enorme
cúpula de forma octogonal, construção a qual não tinha qualquer tipo de precedente, não tinha
solução para sua execução. Do ponto de vista estrutural, as cúpulas apareciam suportadas
pelos cruzeiros das igrejas ou diretamente pelo solo e transferiam aos mesmos seu peso
próprio, a pressão e sucção dos ventos e, em algumas regiões, toda carga gerada pela
cobertura de neve formada. Esse sistema estrutural, baseado na teoria da membrana, são
24
estruturas de superfície delgadas, não planas, que recebem cargas distribuídas e reagem
através de esforços solicitantes predominantemente de tração e compressão.
A construção da cúpula (Figura 2.8) poderia ser executada sem qualquer tipo de
armadura de madeira, mas através da utilização de uma série de concêntricos e autoportantes
anéis em pedras (arenito) reforçados em sua parte externa com correntes de ferro, foi possível
sua execução. Desta forma, esses anéis protegeriam a estrutura contra esforços laterais
durante a fase de construção.
Convergindo ao pico da cúpula, com aproximadamente 90 metros de altura, as
principais pilastras se encontravam circundando um seraglio (pedra principal circundada por
pequenas janelas), o qual ainda suportava a oca lanterna de mármore e ainda um telhado
cônico. O grande peso da cúpula, através da rede de nervuras, era levado até a base do
octógono, sendo que as 24 nervuras e as duas cúpulas recebiam o peso simultaneamente, a
grande chave para a inacreditável solução.
Desta forma a Catedral teve sua grandiosidade assegurada através do projeto de
Brunelleschi, sem a utilização de arcobotantes, abóbadas ogivais e contrafortes, antes
utilizados no período gótico, mas que deixaram de fazer parte da arquitetura renascentista.
Figura 2.8 Cúpula e Catedral de Florença
Fonte: livro: "Brunelleschi"
A Revolução Industrial dos séculos XVIII e XIX marcou o casamento do ferro
fundido com a construção de pontes. A "Ironbridge" (literalmente a ponte de ferro), ilustrada
na Figura 2.9, construída por Abraham Darby III em 1779, foi a primeira ponte de todos os
tempos construída em ferro fundido. Projetada por Thomas Pritchard está localizada sobre o
25
Rio Severn, próximo a Coalbrookdale, Inglaterra. A ponte em forma de arco tem
comprimento total de 60 m, vão central de 30,5 m e 378,5 ton de ferro.
A ponte conta com 5 arcos semicirculares feitos de ferro fundido, dividos ao meio,
vencendo um vão de 30,6 m e completando a extensão total da ponte de 60 m. A divisão das
principais nervuras, arcos semicirculares, era decorrente da capacidade máxima de fundição
no local onde eram produzidas, a cidade de Coalbrookdale. Cada arco pesava em torno de 5
ton e, por vez, produzia-se na fundição cerca de 2,5 ton de ferro fundido.
Como se tratava de um novo material e, assim não se tinha nenhum tipo de
bibliografia ou qualquer conhecimento sobre o mesmo, foram utilizados conhecimentos e
técnicas empregadas em materiais já conhecidos, como a própria madeira, buscando encontrar
soluções para o emprego do ferro fundido na época da construção da ponte. Sendo
considerada uma estrutura não segura, em 1779 a ponte foi reforçada após um intenso
escoramento, pois o seu peso próprio é significativo. Depois da retirada de dois arcos
colocados em lugares não solicitados e, posteriormente colocados e seus devidos lugares, a
ponte foi considerada acabada.
Figura 2.9 Ponte IronBridge
Fonte: Site Structurae
Atualmente o uso de treliças está crescendo em todo o mundo. O que fez crescer o
desenvolvimento das estruturas foi o grande numero de pesquisas, abordando diversos
aspectos do seu comportamento e projeto.
O Committee on Spacial Structures - ASCE (1972, 1976) reúne uma vasta bibliografia
contendo os principais trabalhos sobre estruturas espaciais até então publicados.
26
O termo estruturas espaciais é muito genérico, Gonçalves (2002) et. al. Souza (2002)
faz uma subdivisão em três grupos: estruturas em cabos, estruturas laminares e estruturas
reticuladas, que são as mais utilizadas e nas quais estão incluídas as treliças espaciais.
Souza (1998) ressalta ainda que o termo estrutura espacial pode se referir a uma
infinidade de estruturas assim definidas, dependendo da interpretação e do tipo de hipótese de
cálculo empregadas.
Segundo Gonçalves (2002) et. al. Souza (2002) há aspectos vantajosos nessas
estruturas que as tornam um sistema estrutural vantajoso. As estruturas espaciais possuem
peso próprio reduzido e grande rigidez sendo, portanto, uma solução viável para cobrir
grandes vãos livres, tais como: ginásios esportivos, hangares, pavilhões de exposição, etc;
Devido ao seu comportamento tridimensional e alto grau de hiperasticidade
apresentam boa redistribuição de esforços. Por serem constituídas de elementos com peso
próprio reduzido são facilmente transportadas, a fabricação é simples e apresenta grande
repetitividade de elementos, o que resulta na redução de custos (basicamente para grandes
vãos) se comparado com estruturas convencionais.
As estruturas espaciais propiciam grande liberdade aos arquitetos, permitindo que
esses projetem grandes vãos, atendendo à necessidade de espaço e ainda tirem partido
arquitetônico da estrutura, conferindo ao mesmo tempo, estética e funcionalidade às
edificações. Em termos de Brasil, a mais antiga ponte pênsil é a de São Vicente – SP (Figura
2.10), inaugurada em 1914.
De acordo com o Ministério dos Transportes, a ponte é de um só tramo de 180 m entre
eixos das torres, com viga de rigidez em treliça metálica suspensa em 16 cabos de aço, sendo
doze de 64 m e quatro de 83 m. A viga de rigidez é simplesmente apoiada com distância entre
apoios de 177,6 m. Essa viga é dividida em 30 painéis praticamente quadrados com 6 m de
lado e duas diagonais. Cada um dos montantes que dividem os painéis é suspenso aos cabos
por meio de pendurais. Os cabos na parte externa da ponte são retos e inclinados a 32 graus. A
pista de rolamento está encaixada entre as duas vigas de rigidez que tem uma distância entre
si de 6,4m.
27
Figura 2.10 Ponte Pênsil em São Vicente – São Paulo.
Fonte: HTTP://www.transportes.gov.br/bit/pontes/SP/sao_vicente/ptsvicen2.jpg
Em 1885 William Le Baron Jenney construiu o Edifício Home Insurance (Figura
2.11), dito como o primeiro arranha-céu do mundo. Localizado em Chicago, Illinois, Estados
Unidos, com 55 m de altura. Era a primeira vez que um edifício de grande altura era
concebido, tanto com suas lajes internas, quanto as paredes externas, sendo suportadas por
uma forte estrutura metálica.
Neste sentido de inovações, o edifício projetado por Jenney fez uso de uma série de
novas tecnologias e materiais disponíveis formado por estrutura reticulada metálica e
alvenaria de fechamento. E ainda: elevadores, estrutura a prova de fogo, o que tornou a
estrutura segura e a eletricidade que atendeu às necessidades dos escritórios que ali se
instalariam.
Esse novo sistema construtivo permitia também uma grande redução na espessura das
paredes o que tornou possível não só se melhorar o aproveitamento do espaço, mas também as
alturas se tornarem cada vez maiores, já que se tinha uma grande redução de cargas. As
fachadas, antes marcadas por pesados e densos elementos, agora dispunham da possibilidade
de serem formadas por grandes espaços vazios, permitindo a instalação de janelas, o que traria
um grande aproveitamento da luz do dia iluminando os ambientes internos.
Figura 2.11 Home Insurance Building
28
Fonte: ennett, D., Skyscrapers: the world's tallest buildings and how they work, Aurum, London, 1995
Nos últimos anos a arquitetura evoluiu na busca do ganho espacial dos ambientes
construídos, mudando a dimensão do espaço projetado. A engenharia, por sua vez, vem
buscando sempre tirar o máximo proveito dos materiais disponíveis e utilizar o que há de
melhor entre as novas tecnologias.
De acordo com Veríssimo (1998), com a protensão é possível melhorar a capacidade
de utilização da peça estrutural e controlar de modo mais eficiente a fissuração, podendo, em
alguns casos até eliminá-la. O concreto comprimido, pela ação da armadura protendida,
resiste melhor aos alongamentos provocados pela flexão, fissurando-se muito pouco. O
controle das fissuras está diretamente relacionado com a durabilidade das estruturas, pois
aumenta a proteção da armadura contra a corrosão, bem como a estanqueidade do concreto.
Quando há necessidade de protensão de alta densidade, como é o caso de pontes,
viadutos e vigas de grandes vãos, a protensão aderente surge como uma opção tecnicamente
vantajosa. Nesta modalidade de concreto protendido, o cabo fica isolado do concreto por meio
da bainha metálica. Após a protensão, há necessidade de injetar nata de cimento para o
completo preenchimento da bainha (Veríssimo 1998). Esta injeção restabelece a aderência
entre o concreto e o aço, formando a base para a execução de estruturas protendidas de
grandes vãos.
A Figura 2.12 ilustra exemplos de sistemas de construção em balanços
sucessivos.
Figura 2.12 Pontes Protendidas em Balanços Sucedidos – Marginal Tiete (São Paulo); Itália.
Fonte: VERÍSSIMO
Segundo Veríssimo (1998), a protensão também é muito utilizada em estruturas
cilíndricas (Figura 2.13 e 2.14) como, por exemplo, silos e reservatórios. Nesse caso o nome
dado é circular, ao contrario das estruturas retas que é dado o nome de linear.
29
Figura 2.13 Exemplo de Estrutura Cilíndrica - Museu Nacional de Arte Contemporânea
Niterói (RIO DE JANEIRO)
Fonte: VERÍSSIMO
Figura 2.14 Exemplo de Estrutura Cilíndrica - Palácio das Esplanadas e Exemplo de Estrutura Linear - Palácio
do Planalto.
Fonte: HTTP://sites.google.com/site/cissaat
As coberturas tensionadas, de acordo com a arquiteta Bianchi (2011), são estruturas
constituídas por membranas nas quais atuam esforços apenas de tração. Por possuírem
espessura muito delgada, as membranas não oferecem resistência à compressão ou à flexão.
Estruturas tensionadas são muito apropriadas quando o projetista deseja utilizar uma
quantidade mínima de apoios, por razões funcionais e estéticas As tensoestruturas podem ser
classificadas em três tipos básicos:
1. Estruturas tensionadas de membrana. Pela própria forma, membranas delgadas e
flexíveis auxiliam na aplicação da tração, e agem simultaneamente como estrutura e
cobertura.
30
2. Estruturas tensionadas de malha. Neste caso uma malha estrutural ajuda nos
esforços de tração, suportando e transmitindo as forças da parte não estrutural dos elementos
de cobertura, que atuam separados, como as lâminas de vidro, acrílico, placas de madeira, ou
materiais semelhantes.
3. Estruturas pneumáticas. Neste caso uma membrana de proteção é sustentada pela
pressão do ar.
O arquiteto e engenheiro Frei Otto, em 1957, funda o Centro de Desenvolvimento de
Construções Leves em Berlim, seguindo em 1964 para a criação do famoso Instituto de
Estruturas Leves na Universidade de Stuttgart. Otto começou experimentando formas leves e
fazendo testes em modelos em escala reduzida com materiais como o sabão, (se formasse uma
película de espuma entre a malha estrutural, a estrutura estaria estável), cabos e membranas de
elástico, as quais ele usava para tensionar.
Um dos primeiros projetos foi simples, porém muito belo, um pequeno Pavilhão
Musical para a Exposição Federal de Jardins - Kassel, Alemanha, em 1955 (Figura 2.15).
Figura 2.15 Pavilhão de Exposição Federal de Jardins – Kassel, Alemanha, em 1995
Fonte: KRONENBURG, 1995, p.49.
2.2 A EVOLUÇÃO DO CONCRETO
Verçosa (2002) analisa a evolução dos materiais com uma evolução lenta mesmo o
homem tendo que encontrar os materiais na natureza e modelá-los e adaptá-los á suas
necessidades. Afirma ainda, que no tempo do descobrimento, os materiais eram comumente
apenas modelados, quando encontrados de forma bruta na natureza, como a madeira, a pedra e
o barro e menos freqüente fibras vegetais e metais. No decorrer do tempo o homem foi
aumentando a sua exigência, buscando materiais que suprissem esse fator, com mais
resistência, maior durabilidade e melhor aparência. No caso do concreto, por exemplo, que
31
surgiu para suprir a necessidade de um material resistente como a pedra, mas que teria uma
boa trabalhabilidade, surgiu assim a pozolana, uma mistura de barro e cal gorda que se
assemelha ao concreto dos dias de hoje. Com a necessidade do homem de vencer grandes
vãos, desenvolveu-se o concreto armado, que consequentemente estimulou pesquisas sobre o
aço, chegando aos dias atuais com o advento do concreto protendido.
Para Bastos (2006), o conceito de concreto armado envolve alta resistência às tensões
de compressão e, baixa resistência à tração, propriedades essas características do concreto e,
um material com alta resistência à tração, material surgindo um material composto por
concreto + armadura, as armaduras passivas absorvem as tensões de tração.
Em 1854, Joseph Louis Lambot, construiu um pequeno barco em concreto armado
com barras de aço que foi apresentado numa exposição em Paris, e patenteado em 1855. No
mesmo ano, o inglês W. B. Wilkinson obteve a patente do uso de lajes em concreto armado
com barras de ferro torcidas. O pesquisador francês François Cignet em 1855, obteve a
patente de um sistema desenvolvido sobre o uso de barras de ferro imersas em lajes de
concreto, levando-as até os apoios. Um ano mais tarde, adicionou porcas nas extremidades
das barras, e em 1969 publicou um livro descrevendo alguns princípios básicos do concreto
armado e possíveis aplicações (Macgregor, 1997).
Em 1867 obteve a sua primeira patente para a construção de vasos. Em 1868 a patente
se estendeu a tubos e reservatórios, em 1869 a placas, em 1873 a pontes e, em 1875 a escadas
(Júnior, 2009).
No concreto armado, envolve ainda o fenômeno da aderência, que é essencial e deve
obrigatoriamente existir entre o concreto e a armadura, pois não basta apenas juntar os dois
materiais para se ter o concreto armado. Para a existência do concreto armado é
imprescindível que haja real solidariedade entre ambos o concreto e o aço, e que o trabalho
seja realizado de forma conjunta (Bastos, 2006).
O concreto armado, quando comparado ao aço, apresenta vantagens e desvantagens
em relação a seu uso na construção de estruturas de edifícios, pontes, plataformas de petróleo,
reservatórios, barragens, entre outros.

Apresenta alta resistência a compressão;

É facilmente moldável adaptando-se aos mais variados tipos de forma, e
as armaduras de aço podem ser dispostas de acordo com o fluxo dos esforços internos;

É resistente às influências atmosféricas e ao desgaste mecânico;

Apresenta melhor resistência ao fogo do que o aço;
32

Resistem a grandes ciclos de carga com baixo custo de manutenção;

Na maior parte das estruturas tais como: barragens, obras portuárias,

É o material estrutural mais econômico.
fundações;
Na engenharia, há sempre uma busca por soluções e inovações que possam aperfeiçoar
as técnicas utilizadas. Isto pode ser observado no concreto, que tem ganhado nova fórmula
para adquirir características específicas. As principais inovações no concreto são os
aglomerantes, que trabalham em conjunto com o cimento ou, então, o próprio cimento
modificado, com melhorias. Outras soluções, ainda, substituem o cimento por outros produtos
para formar o concreto. Também participam dessas inovações alguns aditivos especiais,
colocados na formulação da mistura. Em termos práticos, a inovação no concreto busca três
principais resultados: maior durabilidade, maior resistência e, principalmente, melhor
trabalhabilidade.
O concreto convencional tem uma difícil trabalhabilidade exigindo o uso do vibrador
de imersão para que se atenda às qualidades e exigências do concreto aplicado, podendo o
concreto ser comprometido quando não usado o vibrador. O concreto fresco tem consistência
plástica, assim pode ser moldado da forma que se desejar lançando-o em fôrmas específicas.
Tomaremos com definição de concretos especiais àqueles com diferentes slumps,
como consumo mínimo e máximo de cimento, com fator a/c determinados, com FCj, com
outras matérias primas não usuais, com resistência a tração na flexão com módulo de
deformação/elasticidade, para determinadas condições e particularidades de estrutura, aditivos
especiais e adições (Nogueira, 2005).
De acordo com Aguiar (2000) et. al. Pinheiro (2000) a designação concreto de alto
desempenho (CAD) não deve ser entendida, a priori, como sinônimo de concreto de alta
resistência (CAR), pois um concreto que apresente características especiais, como baixa
permeabilidade, baixo módulo de deformação longitudinal ou baixa retração, pode ser
considerado como concreto de alto desempenho, independente da sua resistência à
compressão.
Nos últimos 20 anos, em diversos países existem estudos aprofundados do CAD com a
intenção de oferecer aos engenheiros as características de suas propriedades tornando possível
a adaptação de normas de concreto às características diferenciadas desse material.
No Brasil foi desenvolvido o CAD recordista de resistência mundial, vem também
com a característica de manutenção zero na estrutura de concreto, que para as obras públicas
33
isso será de grande vantagem evitando o transtorno e os congestionamentos das demoradas
obras de manutenção das pontes, viadutos e túneis urbanos, incluindo os do metrô.
O diferencial do novo CAD é a aplicação de aditivos que diminuem a quantidade e o
tamanho dos poros do concreto. Esse processo faz com que diminua a permeabilidade do
concreto e a ação agressiva do meio ambiente (ar, umidade e poluição, etc.) evitando que o
pH dos poros diminua causando assim a corrosão da estrutura. Isso faz com que a poeira e a
fuligem penetrem menos no novo concreto, permitindo até dispensar a pintura quando se
tratar de estruturas aparentes. Assim a estrutura mais protegida, tanto as barras de aço quanto
as superfície de concreto ficam inalterada por muito tempo.
Os motivos que nós brasileiros alcançamos o recorde de resistência em CAD foi com a
construção do edifício E-TOWER, ilustrado na Figura 2.16, de 162 metros de altura, 42
andares em São Paulo, que foi inaugurado em 2004. Na estrutura do prédio atingiu-se 125
MPa de resistência nos cinco pilares mais solicitados, um recorde nacional. Segundo Helene
para o site1, todas as nossas exaustivas pesquisas na bibliografia internacional e, junto a
pesquisadores brasileiros e estrangeiros, nos fazem supor que se trata também de um recorde
internacional de resistência à compressão de concretos lançados em obras de edifícios altos, o
que coloca, uma vez mais, a nossa engenharia de concreto entre as melhores do mundo
projeto.
Figura 2.16 Edifício E-Tower com 162 metros de altura – São Paulo.
1
HTTP://fernandoavilasantos.kit.net/cad_recorde.htm
34
Fonte: HTTP://www.skyscraperlife.com
O concreto auto-adensável, tem aditivos redutores de água sem elevar a relação a/c e
sem segregação e exsudação. Possui alta trabalhabilidade, fluidez e coesão.
A European Federation for Specialist Construction Chemicals and Systems – (Efnarc,
2002 apud Lima, 2006) define o CAA como um tipo de concreto que pode ser moldado em
fôrmas preenchendo cada espaço vazio, mesmo na presença de grande concentração de
armaduras, sem a necessidade de qualquer tipo de vibração, mantendo sempre sua
homogeneidade. O seu próprio peso unicamente preenche as formas.
As propriedades do auto-adensável em estado fresco segunda a (Efnarc 2002 apud
Lima, 2006) são:

Habilidade de Preenchimento (Filling Ability): Os mecanismos que
governam essa propriedade são a alta fluidez e coesão da mistura (Gomes, 2002 apud Lima,
2006).

Habilidade Passante (Passing Ability): Os mecanismos que governam
essa propriedade são a viscosidade moderadas da pasta e argamassa, e as propriedades dos
agregados, principalmente, a dimensão máxima do agregado graúdo (Gomes, 2002 apud
Lima, 2006).

Resistência à Segregação (Segregation Resistance): Os mecanismos que
governam essa propriedade são a viscosidade e a coesão da mistura (Gomes, 2002 apud Lima,
2006).
O concreto auto-adensável é um material especial que surgiu como uma alternativa às
exigências das grandes obras atuais, tais como: estrutura de fôrmas com espaços confinados,
lajes com nível acabado, reparos e reforços estruturais, peças densamente armadas, pilares e
pilaretes em alvenaria estrutural, chumbamento de insertes, concretagens submersas,
estruturas pré-fabricadas, entre outras (Helene, 1998 apud Lima, 2006).
Segundo a revista Téchne no artigo Solução Fluída um grande exemplo do uso do
concreto auto-adensável foi a concretagem da laje de fundo dos poços Norte e Sul da estação
Luz da Linha 4 - Amarela do Metrô de São Paulo que teve números grandiosos (Figura 2.17).
Cerca de 8 mil m³ de concreto foram necessários para preencher a peça de mais de 2 mil m²
de área de superfície e cerca de 3,5 m de altura.
Segundo o Consórcio Via Amarela, responsável pela construção da estação, foi uma
das maiores concretagens já realizadas na história do Metrô de São Paulo.
35
Ainda a revista Téchne no artigo Solução Fluída, além dos 7.400 m³ de concreto
convencional fluido (slump entre 180 mm e 200 mm), foram aplicados cerca de 600 m³ de
concreto auto-adensável fck > 35 MPa na região de engaste da laje com as paredes dos poços.
Ali, em função da alta densidade da armadura, as equipes que executavam a concretagem
teriam dificuldade em realizar a adequada vibração do concreto. O concreto auto-adensável
foi usado para garantir a qualidade da execução da laje, por proporcionar facilidade no
lançamento, dispensar a vibração e praticamente eliminar falhas de concretagem, afirma
Roberto Dakuzaku, engenheiro responsável pelo Laboratório de Controle Tecnológico do
Consórcio Via Amarela. Se essas falhas ocorressem, seria difícil acessá-las posteriormente
para realizar o grauteamento. Elas poderiam, inclusive, nem ser detectadas, explica o autor.
Figura 2.17 Laje de fundo dos poços Norte e Sul da estação Luz da Linha 4 - Amarela do Metrô de São Paulo.
Fonte: HTTP://www.ccsaconstrutora.com.br/obra.asp?IdObra=1
Concreto compactado a rolo (CCR) é uma tecnologia de construção, não um critério
ou tecnologia de projeto, na qual se utiliza um concreto de consistência denominada noslump, no seu estado fresco, e é transportado, lançado e compactado usando equipamentos de
terraplenagem, tais como trator de esteiras e rolo compactador. Ou seja, o CCR é um concreto
que no seu estado fresco é capaz de suportar um equipamento de compactação externa
(Andriolo, 1998 apud Graça, 2005 apud Borges, 2006).
O concreto compactado com rolo (CCR) vem sendo aplicado na região massiva de
estruturas de gravidade em inúmeras barragens no Brasil e em outros países. Isto se deve não
somente à rapidez e menos interferência de fatores climáticos na construção das estruturas de
36
CCR, mas também à grande confiabilidade das barragens de CCR (Andriolo, 1998 apud
Graça, 2005).
A maior ênfase na aplicação da tecnologia do CCR ocorreu nos anos 80, quando veio
competir diretamente com as barragens de concreto convencional vibrado (CCV).
Atualmente, as barragens que usam essa tecnologia têm disputado espaço até mesmo com as
barragens de terra, as de enrocamento e as de enrocamento com fase de concreto (Filho,
2003).
A designação para barragem de enrocamento é maciço de rocha compactado que
atuam como a barragem na represa, o tipo face de concreto como o nome mesmo diz o
material utilizado é o concreto e que muitas vezes o CCR.
A primeira aplicação do CCR em barragens no Brasil ocorreu em 1978, Itaipu
Binacional. Na ocasião, foi aplicado na rampa de acesso às fundações da estrutura de desvio
um volume total de 2.600 m³, com pico de concretagem de 3.054 m³/dia. No mesmo ano, o
concreto compactado com rolo foi empregado na barragem de São Simão, onde foram
lançados cerca de 40.000 m³, em camadas de 50 cm de altura, no preenchimento das galerias
de desvio, na parede de concreto e na regularização. Em 1982, foi relatado o primeiro
lançamento de CCR de estrutura permanente. A aplicação ocorreu no muro direito da eclusa
de navegação de Tucuruí, com um volume de cerca de 12.000 m³, executados em camadas de
25 cm de altura. Na Usina Hidrelétrica de Três Marias, foram utilizados aproximadamente
14.600 m³ de concreto rolado na modificação do perfil do vertedouro (Kuperman, 1996 apud
Borges, 2006).
Segunda a SEFAC (Serra do Facão Energia S.A) em Janeiro de 2008, na UHE Serra
do Facão (Figura 2.18), foi iniciado o lançamento de CCR (Concreto Compactado com Rolo)
na Barragem do rio São Marcos. Na Serra do Facão, o CCR é lançado nas estruturas da
barragem em camadas horizontais (Método Tradicional) ou inclinado (Método Chinês
Rampado) com espessuras variando de 0,20 a 0,40 m.
O volume de lançamento previsto por dia é da ordem de 2.000 m³ e na conclusão da
obra, estima-se que serão utilizados 600.000 m³ de CCR. Como essa técnica não necessita de
esperas prolongadas para o lançamento das próximas camadas, quanto mais camadas por dia
puderem ser executadas melhor, tanto do ponto de vista técnico como do econômico.
37
Figura 2.18 Barragem UHE Serra do Facão – Goiás
Fonte: HTTP://www.flickr.com/photos/vanessacristina/39161490
O concreto branco diferentemente dos demais já citados tem maior valor arquitetônico
agregado, não somente pelas suas formas arquitetônicas em que é aplicado, mas também pela
característica de sua cor diferenciada, branca. As obras em concretos cromáticos que têm se
destacado são aquelas produzidas em cimento Portland branco estrutural sem que qualquer
tipo de pigmento seja acrescentado à mistura, produzindo então um concreto de cor
extremamente clara, denominado concreto branco.
O concreto branco é um concreto utilizado em estruturas de grandes ou pequenas
dimensões, que buscam, além de durabilidade e resistência, a questão estética. Apresenta boa
durabilidade e resistência e pode ser aplicado sem acabamentos, contribuindo no custo da
obra, pois com o emprego do concreto branco (cimento Portland branco estrutural) pode-se
eliminar o revestimento, bem como trabalhar com texturas e pigmentos.
Ponte Estaiada Irineu Bornhausen (Figura 2.19) - Localizada no centro da cidade de
Brusque, é a primeira do Brasil em concreto branco utilizando estaiamento. Cruza o rio ItajaíMirim, em Brusque, Santa Catarina, é a primeira grande obra construída em concreto branco
do país e é um marco arquitetônico no que diz respeito ao uso do concreto de forma aparente
e plástica.
São recomendados alguns procedimentos para se obter uma dosagem racional do
concreto para atender requisitos de durabilidade e de fechamento na textura superficial do
concreto aparente branco esse efeito é obtido com utilização de uma porcentagem mínima de
38
finos passantes na peneira de 0,3 mm, é apresentado o traço recomendado em função do
material disponível e resultados médios dos valores obtidos durante o controle tecnológico.
Figura 2.19 Ponte Estaiada Irineu Bornhausen em Brusque – Santa Catarina
Fonte: HTTP://jcientifico.wordpress.com/tag/brusque/
Como um produto conseqüente do desenvolvimento da tecnologia em concreto, surgiu
o concreto leve que tem sido utilizado desde o início do século passado para fins estruturais e
de vedação com excelentes resultados Rossignolo (2003) apud Pereira (2008). Ainda segundo
ele, a utilização de agregados leves ocasiona mudanças significativas em outras importantes
propriedades dos concretos, como trabalhabilidade, resistência mecânica, módulo de
elasticidade, retração, fluência e também redução da espessura da zona de transição entre o
agregado e a matriz do cimento.
De acordo com Monteiro (1994) apud Pereira (2008), os agregados com massa
unitária inferior a 1120 kg/m³ são considerados leves, e têm aplicação na produção de
diversos tipos de concretos leves. Conseguem-se agregados leves naturais através do
beneficiamento de rochas ígneas vulcânicas pumicita, escória ou tufo. Por outro lado, os
agregados leves industrializados podem ser fabricados por tratamento térmico de uma
variedade de materiais, por exemplo, argila, folhelhos, ardósia, diatomita, perlita, vermiculita,
escoria de alto forno e cinza rolante.
O concreto leve caracteriza-se pela baixa massa específica aparente em relação aos
concretos tradicionais. Estes últimos têm massas específicas entre 2.300 kg/m³ e 2.500 kg/m³,
não havendo até agora uma definição precisa sobre qual valor que indica a separação entre os
dois tipos de concreto. Admite-se, em geral, um valor de 2.000 kg/m³ como máximo valor de
massa específica para o concreto ser considerado leve Petrucci (1995) apud Pereira (2008).
39
Souza Santos (2002) apud Pereira (2006) afirma que os concretos leves são usados na
fabricação dos seguintes materiais de construção: tijolos de alvenaria, painéis para parede
inclinada, tetos e pisos pré-moldados, concreto estrutural para edifícios de vários andares, na
estrutura e pavimentos de pontes e pavimentos de pistas de decolagem de avião a jato.
Rossignolo (2003) apud Pereira (2008) reforça que, a partir da década de 50, edifícios
de múltiplos pavimentos foram executados com concreto leve, tais como: Australia Square
Tower (AUSTRÁLIA – 1967), Park Regis (AUSTRÁLIA – 1968), Standar Bank (ÁFRICA
DO SUL – 1970), BMW Building (ALEMANHA – 1972), ilustradas na Figura 2.20.
Figura 2.20 Edifícios de Múltiplos Pavimentos Construídos com concreto leve
Fonte: PEREIRA (2008).
O concreto pesado é feito com agregados convencionais e minerais de alta massa
específica é usado para bloquear a radiação em usinas nucleares e também em barragens onde
é de grande importância o seu peso, pois atua compensando as dimensões das barragens. Os
agregados graúdos utilizados na composição do concreto pesado são do tipo barita, magnetita,
hematita, limalhas de ferro, bolas de aço, ou chumbo e como agregado miúdo as areias
artificiais destes.
Para Silva (1997) entende-se por concreto projetado um concreto (mistura de cimento,
areia, pedriscos, água, aditivos e adições) que é transportado por um mangote, desde o
equipamento de projeção até um bico, que por meio de ar comprimido o projeta a grande
velocidade contra uma superfície.
O uso desse concreto especial e verificado em revestimento de túneis, paredes, pilares
e contenção de encostas. No caso de túneis há dois elementos importantes: suporte e
revestimento. O concreto projetado é o elemento suporte, juntamente com a tela, cambota e
40
enfilagem, esquematizado na Figura 2.21. O concreto tem como finalidade gerar uma
resistência inicial rápida.
Figura 2.21 Esquema de Elementos de Suporte de um Túnel
Fonte: Diretoria de Engenharia – SP
Legenda dos elementos de suporte de um túnel:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
Enfilagem
Pregagem de Frente
Cambota
Concreto Projetado
Chumabadores
Arco Invertido
Conforme Silva (1997) o revestimento é uma estrutura que mantém a abertura estável
e durável a vida útil da obra. Colocado após a estabilização do suporte, tem maior eficácia. O
revestimento com concreto projetado permite a economia de custos e de prazos, devido a sua
auto-sustentação, reduz o custo, pois não é necessária a utilização de fôrmas, de escoramento
e desfôrma, e permite aumento na velocidade de concretagem, reduzindo o prazo de
conclusão dos serviços.
Um dos principais métodos construtivos de tuneis é o NATM (New Austrian
Tunneling Method), método austríaco foi originalmente desenvolvido para maciços rochosos e
depois adaptado para solos.
41
Segundo Silva (1997) o NATM é um método que conduz a uma estabilização pelo
alívio controlado de pressão (Figura 2.22). O alívio de tensões é efetuado intencionalmente;
os valores das deformações e tensões são rigorosamente medidos e controlados de acordo com
as necessidades.
O concreto projetado atende aos requisitos solicitados pelo NATM, que são:

Alta resistência inicial, evitando assim o desmoronamento do maciço;

Alta deformabilidade, permitindo maior trabalho estrutural do maciço;

Aplicado em camadas, permite reforço após constatação de tendências
de instabilidade, detectada pela instrumentação.
Figura 2.22 Túnel escavado pelo método NATM - Estação Faria Lima – Metrô Linha Amarela 4 – São Paulo.
Fonte: HTTP://www.revistatechne.com.br
O grande avanço tecnológico na área de ciências dos materiais na engenharia civil
transformou materiais com diferentes tipos de matrizes e fibras, que combinados formam
produtos com propriedades de engenharia mais avançada. Um exemplo de material aplicado à
construção civil é o fibrocimento. Ele tem em sua composição pasta de cimento reforçada
com fibras de amianto.
Dentre outros compósitos existentes, aquele que é objeto principal de análise é o
compósito formado por uma matriz de cimento, sob a forma de concreto convencional ou de
alta resistência, reforçado com fibras de aço. Também sem deixar de falar que há outros tipos
de fibra, como as de origem vegetal (sisal, casca de coco, celulose, etc.) e as sintéticas
(polipropileno e nylon).
42
Segundo Nunes (2006) o concreto com fibras de aço vem sendo utilizado com o
sucesso em muitas aplicações. O sucesso desse compósito se deve a sua boa capacidade de
absorção de energia apões o pico de resistência.
Pesquisas confirmam que à adição de fibras de aço (Figura 2.23) auxiliam no
comportamento pós-fissuração do concreto endurecido, contribuindo significativamente na
resistência ao cisalhamento de vigas de concreto armado. A ruptura por cisalhamento de uma
viga de concreto armado ocorre quando a tensão principal de tração no plano cisalhante
excede a resistência à tração do concreto e a fissura diagonal se propaga ao longo da
espessura da vida (Khuntia, 1999 apud Nunes, 2006).
Uma área com potencial para o uso de fibras é a do concreto de alta resistência. Por
causa das características de alta resistência e durabilidade, seu uso esta aumentando
rapidamente e, assim, vem substituindo o concreto de resistência normal. Mas, o concreto de
alta resistência mostra-se mais frágil, com pouca ductibilidade e pequeno efeito de
engrenamento dos agregados na superfície de ruptura que se torna mais lisa. Esse
inconveniente pode ser superado pela inclusão de fibras de aço na mistura de concreto de alta
resistência, uma vez que as fibras fornecem maior tenacidade ao concreto e proporcionam um
efeito de costura das fissuras, tanto na superfície de ruptura como nas imediações das
armaduras longitudinais e transversais (Holanda, 2002 apud Nunes 2006).
Figura 2.23 Concreto em fibras de aço.
Fonte: HTTP://www.pisosindustriais.com.br
Serão apresentadas a seguir algumas aplicações do concreto com fibras:
43

Concretos com fibras de aço são muito utilizados em pisos industriais.
O objetivo é reduzir danos devidos à abrasão, ao impacto e à fadiga (Figura 2.24).
Figura 2.24 Piso industrial com concreto com fibras de aço.
Fonte: MACCAFERRI

Concretos com fibra de aço são muito utilizados em pavimentos de
estradas, em pistas e pátios de aeroportos. O objetivo é diminuir a espessura das lajes e
reduzir a fissuração (Figura 2.25).

Concretos com fibras de aço ou de polipropileno são usados em pisos
de garagens e estacionamentos (Figura 2.25).
Figura 2.25 Pátio de aeroporto e estacionamento com piso em fibras de aço
Fonte: HTTP://www.fibrasteel.com.br/

Os concretos com fibras, de aço ou de polipropileno, são muito
utilizados em revestimentos de túneis (Figura 2.26). São aplicados como concreto projetado.
As perdas devidas à reflexão do concreto projetado (repique) ficam reduzidas, pois a coesão
do concreto fresco fica maior, quando se usam fibras. O uso de fibras de aço, de micro-sílica e
de aceleradores de pega permite a execução de camadas espessas de concreto projetado.
44
Figura 2.26 Túnel com concreto projetado com fibras
Fonte: Catálogo MACCAFERRI
2.3 A IMPORTÂNCIA DOS MODELOS MATEMÁTICOS E DO COMPUTADOR
De acordo com Neto (2002) os primeiros modelos matemáticos surgiram no
renascimento e, somente na segunda metade do século XIX os modelos matemáticos
começaram a ser empregado no cálculo de estruturas e, o cálculo de estruturas com o uso de
computadores foi possível somente na década de 1960.
Os modelos matemáticos tornam-se cada vez mais complexos e poderosos e, menos os
engenheiros conhecem o comportamento qualitativo das estruturas e a arte da concepção
estrutural, que sempre foram as bases dos grandes projetos de engenharia. Esse conhecimento
permite a escolha adequada do modelo matemático que melhor irá representar a estrutura, que
leva ao programa de computador que torna possível o seu cálculo estrutural.
Monteiro (2009) comenta que a introdução de softwares na engenharia estrutural é um
caminho sem volta e têm vários aspectos positivos, como a possibilidade de análise de
alternativas na busca da melhor estrutura, o refinamento dos modelos estruturais, a
racionalização das atividades de projeto e a facilitação da troca de informações entre seus
participantes.
Sobre a evolução dos programas a cada ano os softwares incorporam novas
funcionalidades, permitindo que os modelos estruturais se aproximem do funcionamento real
das estruturas e otimizando sua execução. Se por um lado esses modelos mais ajustados
permitem melhores resultados, por outro, quando mal utilizados, podem conduzir a sérios
riscos (Monteiro, 2009).
45
2.4 EXPERIÊNCIAS SOBRE O ESTUDO DA HISTÓRIA DAS ESTRUTURAS NO
CURSO DE ENGENHARIA CIVIL
De acordo com o estudo feito por Neto (2002) a criação de uma disciplina que abrange
o ensinamento da história da engenharia das estruturas para engenheiros que cursam
programas de graduação e pós-graduação, mostra a importância do conhecimento básico de
conceitos estruturais fundamentais.
Com uma estrutura dividida em nove aulas dedicada com a apresentação do programa,
duas aulas com seminários de apresentação pelos alunos e uma aula com uma prova escrita o
programa da disciplina é esquematizado de acordo com os tópicos: Estrutura da Antiguidade,
passando pela Idade Média, o Renascimento, Idade da Razão e Revolução Industrial, Século
XIX e Século XX.
Ao fim do curso os alunos fazem uma avaliação do curso e, mostram que os objetivos
buscados com a disciplina foram alcançados. Consideram uma disciplina totalmente diferente
das demais, já que não é necessário memorizar equações, realizar grandes quantidades de
cálculos. O aluno toma conhecimento dos conceitos que eram empregados antigamente,
quando o engenheiro não dispunha de ferramentas computacionais, bem como aspectos
culturais de várias civilizações.
Conclui Neto (2002) que com a boa avaliação dos alunos mostra que a disciplina está
tendo bastante êxito e que os objetivos de sua introdução no curso de pós-graduação e
graduação vêm sendo alcançados, sendo rica de informações sobre as mais diversas estruturas
ao longo do tempo.
Griggs Jr. (1994) e Pugsley et al. (1974) comentam que, a história da engenharia de
estruturas é tão pouco ensinada, devido a falta de preparação dos professores, que possuem
pouca familiaridade com este tema, pois não viram em seus cursos e, a preparação para
ministrar sobre esse assunto, necessita de muito tempo e dedicação por parte dos professores,
com leitura de livros e artigos.
46
3 EXECUÇÃO DE OBRAS INTERESSANTES NA ENGENHARIA CIVIL
Será apresentado o sistema estrutural, os materiais escolhidos para a execução de
obras interessantes que fazem parte da história da construção civil.
3.1 EDIFÍCIOS
Segundo Castro Neto (1994) apud Melhado (1994), os edifícios são construções
destinadas a alojar pessoas, fornecendo a elas as condições necessárias para desenvolver do
melhor modo as atividades previstas, estabelecendo nos dias atuais uma estreita dependência
entre a vida humana e as características dos edifícios.
E, acerca da influência da atividade de construir sobre a vida dos homens, Morais
(1983) apud Melhado cita uma frase atribuída a Winston Churchill: "Moldamos nossas
construções e elas, posteriormente, nos moldam", o que revela quanto esta atividade pode-se
confundir com a própria história.
Cabe, portanto, procurar entender como a atividade de construir evoluiu, em conjunto
com as mudanças acontecidas na história da humanidade.
A construção de edifícios - ou a arquitetura, de modo geral - surgiu como marca
natural da evolução da espécie humana e firmou-se a partir do crescimento das civilizações
urbanas, assumindo aos poucos as mais variadas conotações sociais, artísticas e culturais
conclui (Melhado 1994).
Lemos (1982) apud Melhado (1994) analisa a evolução do pensamento na arquitetura,
destacando a mudança ocorrida no final do século 19 e início do século 20, quando os
arquitetos deixaram de ficar muito presos à construção, às paredes, nas quais eles antes
procuravam descobrir a beleza, chegando então à definição de que a arquitetura é a arte de
organizar o espaço, enfoque dominante até os dias atuais. No século 20 o edifício passou a ser
entendido como um objeto com funções definidas e marcantes, delineadas pela sua própria
forma. Para a criação de formas novas e originais, contribuíram inovações como o concreto
protendido, as cascas de concreto e as estruturas leves de aço.
3.1.1 Edifício Empire State Building
47
Colocando um lápis de pé, o empresário John Jacob Raskob perguntou a William
Lamb, o principal arquiteto do Edifício Empire State: “Bill, quão alto você pode fazê-lo sem
que ele caia?” Assim começou o projeto deste lendário arranha-céu, que é uma das obras mais
famosas de Nova York, como mostra a Figura 3.1.
Figura 3.1 Empire States
Fonte: http://www.greatbuildings.com/cgi-bin/gbi.cgi/Empire_State_Building.html/cid_cr1122_b.html
Zaknic et. al. (1998) relatam que o projeto do edifício Empire States antes de se
chegar ao modelo definitivo, houve quinze versões de como seria o edifício, sendo que houve
otimização de materiais e da forma de execução. O modelo definitivo descreve a existência de
64 elevadores na parte central do edifício.
A estrutura do Empire State é formada por um pórtico tridimensional de aço, em que
foi utilizado um grande número de pilares tanto na periferia como no interior do edifício,
como apresenta a Figura 3.2.
48
Figura 3.2 Estrutura de Pórtico do Empire States
Fonte: The Builders- marvels of engineering, The National Geographic Society, 1992, p. 134
A construção do edifício foi executada em um ano e 45 dias. Para isso, foi necessária a
utilização de um calendário rígido para executar a obra. As vigas de aço foram rebitadas aos
pilares na própria obra como mostra Figura 3.3. Sua estrutura em forma de pórtico
tridimensional em aço possibilitou esse sucesso na velocidade da execução. Com 381 m², o
edifício comercial foi arquitetado por Richmond Shreve, William Lamb, Arthur Harmon, seu
projeto executivo calculado pelo escritório H. G. Balcom & Associates e executado por
Starrett Brothers & Eken, Inc.
Figura 3.3 Estrutura Metálica do Empire States
Fonte: http://www.nypl.org/research/chss/spe/art/photo/hinex/empire/connecting.html
49
A obra chegou a receber 3.000 trabalhadores por dia, tendo sido utilizados no prédio
57 mil toneladas de aço, 5.663 m3 de granito e calcário, 10 milhões de tijolos e 730 toneladas
de alumínio e aço inoxidável. As vigas de aço foram montadas apenas três dias depois de
fabricadas em Pittsburgh. A média da construção foi de 4,5 andares por semana.
Devido à Grande Depressão2 de 1929, o trabalho ficou barateado e a construção custou
aproximadamente US$ 8 milhões a menos do que os US$ 50 milhões estimados
anteriormente. A escavação foi iniciada no dia 12/2/1930, sendo que as fundações foram
finalizadas no dia 29/3/1930. A inauguração do prédio foi no dia 1/5/1931.
Figura 3.4 Edifício Empire States
Fonte: http://www.esbny.com
A construção do edifício gerou elogios tanto de pessoas ligadas à engenharia e à
arquitetura, bem como leigos no assunto. Houve quebra de recordes em várias categorias
2
A crise atingiu o mercado de ações e em 24 de outubro de 1929, a "quinta-feira negra" ocorreu o crack
("quebra") da Bolsa de Valores de Nova York.
Era na Bolsa de Valores que as grandes empresas americanas negociavam suas ações. Com a crise, muitas
empresas foram à falência e o valor das ações na Bolsa caiu assustadoramente de um dia para outro.
A desvalorização refletia a estagnação do parque industrial norte-americano, cujas empresas faliam cada vez
mais. Bancos faliram e milhões de trabalhadores americanos perderam seus empregos.
A quebra da Bolsa de Valores de Nova York repercutiu na maioria dos países capitalistas.
Muitas pessoas perderam grandes somas de dinheiro com isso. Houve pânico, desespero, tendo ocorrido até
mesmo numerosos casos de suicídio.
O desemprego aumentou em todo o país: a miséria atingiu grande parte da população, pois a economia como um
todo ficou profundamente desorganizada. Com a crise em 1929 e 1932, a produção industrial americana foi
reduzida em 54%. Os 13 milhões de desempregados, em outubro de 1933, representavam 27% da população
economicamente ativa no país. Fonte: http://www.historiamais.com/crise_de_1929.htm
50
ligadas à engenharia de estruturas e inspirou publicitários, que o utilizaram para promover
eventos da área.
3.1.2 Torres do World Trade Center
Zaknic (1998) et.al. (1998) comentam que a construção das torres gêmeas do World
Trade Center, mostradas na Figura 3.5, causou impacto na sociedade como um todo. Segundo
o site World Trade Center Memorial Site foi considerado o maior prédio do mundo durante os
anos de 1972 e 1973 tirando o posto do Empire State Building, de 102 andares, que foi
construído em 1930 que era considerado o maior prédio de Nova York durante 40 anos.
Figura 3.5 World Trade Center
Fonte: http://www.worldtradecenterpt.com/images/wtcfoto2.jpg
A Figura 3.5 mostra uma vista das torres, David Johnson e Shmuel Ross comentam no
World Trade Center History3 que as torres gêmeas foram construídas numa época em que o
futuro de Nova York parecia incerto, as torres restauraram a confiança e ajudou a dar fim ao
declínio da baixa de Manhattan.
World Trade Center era formado por 7 edifícios que compunham o complexo, como
mostra a Figura 3.6, destacavam-se as duas Torres Gêmeas com 110 andares, consideradas
um dos ícones da economia norte-americana, foram idealizadas pelo arquiteto japonês Minoru
Yamasaki, e onde trabalhavam diariamente cerca de 50.000 pessoas.
3
HTTP://www.wtc.com/about/original-wtc-construction
51
Possuía uma área construída de 400.000 m² com as torres 1 e 2 medindo
aproximadamente 415 m de altura. Seu projeto estrutural em tubo metálico foi calculado pelo
escritório Leslie E. Robertson Associates e sua execução foram realizadas pela construtora
Tishman Realty and Construction Corporation sendo o período das obras de 1966-1973.
Figura 3.6 Composição do Complexo do World Trade Center
Fonte:World Trade Center Memorial Site
Relatos abordados no site4 World Trade Center diz que as obras começaram em 5 de
Agosto de 1966 com escavação pra construção de seis subsolos. A fundação de 45 m2 se
tornou a banheira quando endureceu. A construção da fundação era apenas uma fração das
muitas inovações planejadas pela Yamasaki e equipe. Entre eles estavam os elevadores das
Torres Gêmeas, de alta velocidade, Sky - lobbies e um "tubo oco" modelo de construção que o
peso é distribuído a partir do núcleo interno por treliças no piso para colunas de aço espaçadas
no exterior. O exterior de carga também serviu como estimulante contra o vento. Treliças de
pavimentos e painéis de parede exterior foram fabricadas antes de ser levantada e
4
HTTP://www.wtc.com/about/original-wtc-construction
52
aparafusadas no lugar, acelerando a construção (Zaknic, 1998 et.al. Smith, 1998 et. al. Rice,
1998). A Figura 3.7 mostra uma fotografia da época da construção.
Figura 3.7 Construção do WTC
Fonte: http://www.greatbuildings.com
A estrutura das torres do WTC é de autoria dos engenheiros estruturais Leslie
Robertson e John Skilling que seguiram o esquema utilizado por Fazlur Khan no John
Hancock Center, de Chicago: Tubo Metálico.
A estrutura do WTC era constituída, na verdade, por dois tubos, um dentro do outro. O
tubo externo, medindo 63x63 m, era formado por colunas de aço com 36 cm de largura,
espaçadas a cada metro e com um espaço entre elas para estreitas janelas de 56 cm de largura.
Yamasaki tinha muito medo de altura e, por esta razão, achou que as janelas estreitas
tornariam o edifício mais seguro. O tubo interno no centro da torre - abrigando os elevadores,
as escadas, os banheiros - tinha 41x26 m e era constituído por 41 pilares de aço. Os dois tubos
eram ligados por treliças com 1m de altura que suportavam o piso. Os pilares eram revertidos
com alumínio, o que dava uma cor prateada às barras, como mostra a Figura 3.8. Além disso,
as torres gêmeas foram os primeiros prédios altos do mundo que foram construídos sem o uso
alvenaria, a Figura 3.9 mostra a planta do pavimento tipo do WTC. (Zaknic, 1998 et.al.
Smith, 1998 et. al. Rice, 1998).
53
Figura 3.8 Mostra a Proximidade Entre os Pilares – WTC
Fonte: http://www.greatbuildings.com/cgi-bin/gbi.cgi/World_Trade_Center.html/cid_2896783.gbi
Figura 3.9 Planta do Pavimento Tipo WTC
Fonte: http://www.civil.usyd.edu.au/latest/images/wtc_plan.jpg
Preocupados com a intensa pressão gerada pela alta velocidade dos elevadores e que
poderia causar a flambagem dos pilares, foram fixados a eles painéis (drywall) para evitar sua
instabilidade.
Na situação de arranha-céu, o WTC tem o problema dos elevadores, pois quanto mais
alto, maior a necessidade de elevadores. Essa necessidade faz com que diminua o espaço nos
pavimentos, diminuindo a área efetiva dos mesmos. De acordo com Zaknic (1998) et.al.
(1998), nas torres gêmeas o sistema implantado permitiu que os arquitetos e engenheiros
pudessem construir edifícios altos, com otimização do espaço de elevadores. Ao invés de
54
transportar todas as pessoas do andar térreo até o desejado, as pessoas, dependendo do andar,
deveriam trocar de elevador. Os elevadores das torres gêmeas foram construídos de forma que
existissem zonas de elevadores locais e expressos, passando-se de um para outro nos
chamados sky-lobbies, com capacidade de 55 pessoas e as pessoas entravam por uma porta e
saiam por outra, como ilustra a Figura 3.10.
Figura 3.10 Ilustração do Sistema de Elevadores do WTC
Fonte: http://people.howstuffworks.com/wtc3.h
3.1.3 Torres Petronas
Segundo Dupré (1996), as Torres Petronas são um conjunto de arranha-céus edificado
na cidade de Kuala Lumpur, Malásia. Foi concluído em 1998, têm 88 andares e o edifício
contém mais de 720 mil m2 de área para escritórios, além de 135 mil m2 de área para
instalações de entretenimento e uma garagem subterrânea com capacidade para 4500 carros.
55
Seu projeto foi desenvolvido pelo arquiteto Cesar Pelli e construído pelos engenheiros
Thornton-Tomasetti em concreto de alto desempenho, aço e vidro, como mostra a Figura
3.11.
Figura 3.11 Torres Petronas Iluminadas
Fonte: http://www.skyscrapers.com
As torres foram projetadas pelo arquiteto Cesar Pelli, configuradas por estrutura de
aço e vedação em vidro, e desenhadas de forma a lembrar motivos encontrados na arte
islâmica, um reflexo da herança muçulmana malaia.
Segundo Zaknic et. al. (1998), a estrutura consiste em dois tubos cilíndricos ligados
por uma conexão localizada no 42o andar dos edifícios. A estrutura é suportada por 16 pilares
que rodeiam a base de cada um dos 88 andares, como mostra a Figura 3.12. Cada edifício
possui uma planta de formato de estrela. No início foi criada uma estrela com oito pontas. Tal
idéia foi modificada colocando oito semicírculos nos ângulos internos, ao invés de
pontiagudos para criar uma área mais aproveitável. O desenho final contém oito pontas e oito
lóbulos.
56
Figura 3.12 Estrutura das Torres Petronas
Fonte: Dupré, J., Skyscrapers- A history of the world’s most famous and important skyscrapers, Black Dog &
Leventhal Publisher, Inc., 1996, p.115
No lado interno de cada torre foi construída uma estrutura vertical que ajudava a
sustentar cada edifício. Posteriormente, foi feita uma viga de união entre as estruturas e
fizeram um apoio central, que foi ligado às estruturas verticais, formando as articulações que
ajudam o prédio a ter maior resistência perante ação do vento, como ilustra a Figura 3.13.
Figura 3.13 Estrutura Externa de União das Torres Petronas
57
Fonte: Zaknic I., Smith M., Rice D., 100 of the World’s Tallest Buildings, Hazar Publishing Limited, 1998,
p.209
3.1.4 Burj Khalifa Dubai
De acordo com o site5 Burj Khalifa Dubai, este edifício é considerado o prédio mais
alto do mundo, uma maravilha da arte, criação e execução, como apresenta a Figura 3.14.
Mais do que apenas o edifício mais alto do mundo, o Burj Khalifa Dubai é um exemplo sem
precedentes de cooperação internacional, baliza simbólica do progresso, e um emblema do
novo, dinâmico e próspero no Oriente Médio.
O edifício tem mais de 828 m de altura e mais de 160 andares, arquitetado por
Skidmore, Owings & Merrill LLP (SOM) e construído no período de 2004-2010 em Dubai, é
um arranha-céu em concreto de alto desempenho e aço, sendo esses e outros fatores que
fazem com que ele possua os registros mais interessantes na construção civil:

Edifício mais alto do mundo;

Mais alta estrutura free-standing do mundo;

Andar ocupado mais alto do mundo;

Maior plataforma de observação ao ar livre do mundo;

Elevador com a distância mais longa viagem em todo o mundo;

Elevador de serviço mais altos do mundo.
Figura 3.14 Burj Khalifa Dubai
5
HTTP://www.burjkhalifa.ae/
58
Fonte: www.burjkhalifa.ae
Do conceito inicial até sua conclusão, uma combinação de várias e importantes
inovações tecnológicas nos métodos de concepção estrutural resultou em uma superestrutura
eficiente e robusta.
Os trabalhos de escavação começaram em Burj Dubai, em Janeiro de 2004 em apenas
1325 dias se tornou a estrutura mais alta free-standing do mundo. Free-standing é uma
estrutura que se mantém rígida por sua própria construção, sem necessidade de apoios
externos. Esse conceito é utilizado na arquitetura como sendo uma estrutura construída o mais
alto possível com o mínimo de material e, é claro, que consiga manter-se de pé.
Sua construção segue o cronograma apresentado na Tabela 3.1, com todas as etapas
construtivas de uma edificação: escavação, fundação, estrutura, revestimentos externo e
interno e claro os recordes de altura alcançado durante a execução da torre Burj Khalifa
Dubai.
Tabela 3.1 Cronograma de Execução Burj Khalifa Dubai
2004
2005
2006
2007
2008
JANEIRO
FEVEREIRO
MARÇO
Escavação
Empilhar
Superestrutura
100 m de Altura
ABRIL
MAIO JUNHO JULHO AGOSTO SETEMBRO OUTUBRO NOVEMBRO DEZEMBRO
Empilhar
Superestrutura
50 m de Altura
141 m de Altura "O
150 m de Altura "A Mais Alta Estrutura do Mundo
130
m
de
Altura
110 m de Altura 120 m de Altura
prédio Mais Alto
do Free-Standing"
do Mundo"
150 m de Altura "A Mais Alta Estrutura do Mundo do
Free-Standing"
2009
2010 Cerimônia de Entrega
Conclusão da Torre
160 m de Altura "A Mais Alta Estrutura do Mundo Feito Pelo Homem"
Revestimento Externo
59
3.1.4.1 Fundação
A fundação foi feita de concreto e aço, utilizando mais de 45.000 m³ de concreto,
pesando mais de 110 mil toneladas, que dispõe de 192 estacas enterradas a mais de 50 m de
profundidade, como ilustra a Figura 3.15. No corpo da torre Burj Dubai foi utilizado 330.000
m³ de concreto e 39.000 ton de vergalhões de aço 103.000 m² de vidro, 15.500 m² de aço
inoxidável e 22 milhões de horas / homem trabalhadas.
Figura 3.15 Estacas Enterradas Burj Khalifa Dubai
Fonte: www.burjkhalifa.ae
A superestrutura é suportada por um tapete de concreto armado (Figura 3.16), que por
sua vez é apoiado por estacas de concreto armado furado. O projeto foi baseado em extensos
estudos geotécnicos e sísmicos. O tapete é de 3,7 m de espessura, e foi construído em quatro
camadas distintas totalizando 12.500 m³ de concreto. Com dimensões de 1,5 m x 43 m pilares
longos representam o maior e mais longo pilares convencionais disponíveis na
região. Concreto de alta densidade e de baixa permeabilidade foi utilizado nas fundações, bem
como um sistema de proteção catódica debaixo do tapete, para minimizar os efeitos
prejudiciais forma produtos químicos corrosivos na água subterrânea local.
60
Figura 3.16 Fundação Burj Khalifa Dubai
Fonte: www.burjkhalifa.ae
3.1.4.2 Estrutura
O sistema estrutural do Burj Khalifa foi utilizado o espiral no plano “Y”, este projeto
ajuda a reduzir as forças do vento sobre a torre, bem como para manter a estrutura simples e
garantir a construtibilidade. O sistema estrutural pode ser descrito como um "núcleo
reforçado" e consiste na construção de paredes de concreto de alto desempenho. As alas
apóiam-se umas as outras através de um núcleo de seis lados central, hexagonal, como
mostram as Figura 3.17.
Figura 3.17 Planta Estrutural – Burj Khalifa Dubai e Estrutura Metálica - Burj Khalifa
Fonte: Grupo LEGO
61
Este núcleo central fornece a resistência à torção da estrutura, semelhante a um tubo
fechado ou eixo. Cada ala, com as suas próprias paredes de corredor de concreto de alto
desempenho e perímetro de colunas, reforçam as outras alas através da ligação ao núcleo
central (Figura 3.18). O resultado é uma torre que é extremamente rígida lateralmente e à
torção. É também uma estrutura muito eficiente em que o sistema de gravidade da carga for
utilizado de forma a maximizar seu uso em cargas de resistência lateral.
Figura 3.18 Estrutura Burj Khalifa Dubai
Fonte: www.burjkhalifa.ae
Segundo o Grupo LEGO, cada nível do edifício recua em forma de degrau em espiral,
este modelo acompanha o edifício em altura. Os recuos estão organizados com a grelha da
torre, de forma que o seguimento do edifício é feito alinhando colunas acima com paredes
abaixo para tornar a via de transmissão de carga suave. Isto permite à construção avançar sem
as dificuldades normais associadas às transferências de colunas. Os recuos estão organizados
de forma que a largura da torre varia a cada recuo (Figura 3.19). A vantagem da forma em
degraus e da forma propriamente dita é “confundir o vento”. Os remoinhos de vento nunca se
podem formar, porque a cada novo nível de altura o vento encontra uma forma diferente de
edifício. O sistema estrutural do edifício permite-lhe suportar-se a si próprio lateralmente e
evita que se curve.
62
Figura 3.19 Ação do Vento – Burj Khalifa Dubai
Fonte: Grupo LEGO.
3.1.4.3 Mecânica, Elétrica e Hidráulica
Para conseguir a excelência o site Burj Khalifa sita que foram desenvolvidas
coordenações com o arquiteto e engenheiro civil na fase de projeto obtendo assim diferenciais
nos projetos complementares do edifício Burj Khalifa Dubai.

O sistema de torre de abastecimento de água, em média, 946.000 l/dia

No pico de arrefecimento, Burj Dubai necessitará de aproximadamente
de água;
10.000 ton de refrigeração, igual à capacidade de refrigeração fornecida por gelo derretido;

exigências
de
O clima da cidade de Dubai, quente e úmido, combina com as
arrefecimento
do
edifício
cria
uma
quantidade
significativa
de
condensação. Esta água é recolhida e drenada em um sistema de tubulação separada para um
tanque no estacionamento subterrâneo;

O sistema de recolha de condensados fornece cerca de 15 milhões de
galões de água suplementar por ano, equivalente a cerca de 20 piscinas olímpicas demanda de
pico da torre elétrica é 50MVA, equivalente a cerca de 500 mil lâmpadas de 100 watts
operando simultaneamente.
3.1.4.4 Elevadores e Escadas Pressurizadas
O edifício tem 57 elevadores e 8 escadas rolantes O edifício utiliza elevadores de alta
velocidade, que apenas param em alguns andares mais altos onde os passageiros podem então
mudar-se para elevadores locais que servem os andares intermédios. O Burj Khalifa é o
63
primeiro prédio com elevador de serviço para bombeiro que será usada em caso de evacuação
de fogo por incêndio e determinadas situações de emergência. Os elevadores têm capacidade
entre 12 e 14 pessoas por cabine viajando a 10 m/s. O concreto envolve todas as escadas e os
elevadores de serviço para bombeiro terá uma capacidade de 5.500 kg. Para uma evacuação
mais calma há áreas de refúgio pressurizadas e climatizadas localizadas aproximadamente a
cada 25 andares.
3.1.4.5 Revestimento Exterior
O revestimento exterior é composto de vidros reflexivos com alumínio e painéis
texturizados, aço inoxidável e aço inoxidável em aletas verticais tubulares (Figura 3.20). Perto
de 26.000 painéis de vidro, cada um individualmente cortados à mão, foram utilizadas no
revestimento exterior do Burj Dubai. O sistema de revestimento é projetado para suportar o
calor extremo do verão de Dubai, e para continuar a garantir a sua integridade, um motor de
avião da Primeira Guerra Mundial II foi usado para a energia eólica dinâmica e análise de
água. A parede de cortina de Burj Dubai é equivalente a 17 campos de futebol.
Figura 3.20 Fachada em Alumínio Texturizado e Vidro
Fonte: Grupo LEGO
3.1.4.6 Pináculo
O site também enfatiza que o toque final do Burj Dubai é a sua torre telescópica
composta de mais de 4.000 ton de aço estrutural. A torre foi construída de dentro do prédio e
64
levantou a sua altura total de mais de 200 metros, utilizando uma bomba hidráulica. Além de
proteger o local de Burj Dubai como o mais alto edifício do mundo, a torre é parte integrante
da concepção global, criando uma sensação de conclusão para o marco. A torre também
abriga equipamentos de comunicação.
3.2 PONTES
Lacerda (2011) as primeiras pontes surgiram de forma natural, pela queda de troncos
das árvores sobre os rios, criando a possibilidade de passagens à outra margem.
Existiam pontes muito antes de existirem engenheiros. Pontes naturais, instintivas,
imitativas da natureza, etc. Pontes de tijolo e argamassa, foram construídas desde os tempos
antigos. O homem buscou outros recursos para aperfeiçoar esse ato da natureza, usando
troncos, pedras e pranchas juntamente com cipós, cordas, pedras e travas feitas com pedaços
de madeira, para que estas não fossem derrubadas facilmente permitindo a ida e a volta para o
destino.
Foram os Romanos que usaram os arcos pela primeira vez, para a construção de
pontes e aquedutos, e até hoje ainda podemos ver estas construções. Também foram os
Romanos os primeiros a usar o cimento, o que permitiu uma melhor sustentação em suas
obras. Após a era Romana, o tijolo e a argamassa foram aos poucos substituindo a tecnologia
do cimento.
Das pontes em arco, os Romanos aperfeiçoaram as técnicas e realizaram os mais belos
e duradouros projetos, até então, nunca antes visto. Magníficas obras de arte em formas de
pontes perduram até os dias de hoje, como a Pons Aelius, (134 a.C), onde teria sido usada
pozzolana hoje conhecida como Ponte Sant‟Angelo, mostrada na Figura 3.21, (com mais de
dois mil anos de existência) sobre o Rio Tibre e a Ponte de Alcantara-Toledo, Espanha
(Lacerda, 2011).
65
Figura 3.21 Ponte Sant‟Angelo
Fonte: http://www.planetware.com/i/photo/ponte-santangelo-rome-ir1254.jpg
3.2.1 Ponte Golden Gate Bridge
A ponte Golden Gate, localizada na Baía de São Francisco nos EUA, é classificada de
acordo com o sistema estrutural de ponte pênsil e foi construída no período de 1933 – 1937,
como ilustra a Figura 3.22. Com função rodoviária tem comprimento total de 2.737 m e, vão
central de 1.280 m. Foi projetada pelos engenheiros Joseph Strauss e Charles Ellis, permitindo
que o vão central tenha no máximo deslocamento transversal de 8,4 m, máximo deslocamento
para baixo de 3,3 m e máximo deslocamento para cima de 1,77 m. Construída em aço e
concreto por Roebling & Sons. Os cabos principais têm comprimento 2.332 m com 0,92 m de
diâmetro completando 27.572 fios em cada cabo, totalizando o peso dos cabos principais, dos
cabos suspensos e dos acessórios: 22.200.000 kgf.
66
Figura 3.22 Ponte Golden Gate
Fonte: http://www.civilzone.com/photo/cable5.html
A elaboração do projeto foi um grande desafio para a construção da ponte, na época as
dúvidas sobre o sucesso devido ao clima e o risco de terremotos exigiam uma estrutura rígida
e segura, a intensa navegação existente na região exigia um grande vão livre.
Surgiu assim o projeto que foi aprovado pelo Departamento da Guerra em dezembro
de 1924, os inúmeros processos contra a execução da ponte e, a crise de 1929, adiaram o
início da obra para janeiro de 1933. Iniciada a construção, começaram a surgir algumas
dificuldades construtivas. A fundação da torre sul, por exemplo, tinha como melhor posição
um local situado a 335 m da praia, a uma profundidade de 30 m. Para resolver este problema,
a equipe de Strauss teve que construir, neste lugar, uma rocha artificial de concreto para servir
como base da torre, como mostra a Figura 3.23 e 3.24. Já a torre norte foi construída sobre
uma rocha próxima ao penhasco de Marin, a apenas 6 m de profundidade, não apresentou
grandes problemas.
67
Figura 3.23 Rocha Artificial de Concreto sobre a Torre Sul
Fonte: Bridges – Three thousand years of defying nature (Pag. 105)
Figura 3.24 Torre Norte no Penhasco de Marin
Fonte: http://sunsite.berkeley.edu/FindingAids/dynaweb/calher/ggbridge/figures/I0036989A.jpg
A suspensão dos cabos de aço foi outro exemplo de obstáculo encontrado durante a
obra. Cada um dos dois principais cabos da ponte, formado por mais de 27.000 fios de aço,
pesa 7.125 ton (Figura 3.26). Como na época não existia nenhum guindaste que conseguisse
levantar tal peso, foi decidido que os cabos seriam produzidos no local, sendo os fios de aço
transportados de um extremo ao outro da ponte por meio de uma roldana móvel (Figura 3.25).
Esse método permitia o transporte de 24 fios de aço de uma só vez.
68
Figura 3.25 Roldana Móvel Transportando os Fios
Fonte: http://americahurrah.com/SanFrancisco/GoldenGateBridge/6-CableSpinning.htm
Figura 3.26 Cabos Formados por 27.000 fios de Aço
Fonte: http://sunsite.berkeley.edu/FindingAids/dynaweb/calher/ggbridge/figures/I0036732B.jpg
Para proteger a ponte dos fortes ventos e do ar salgado da região, iniciou-se, como
etapa final da obra, a fase de pintura. A cor escolhida pelo arquiteto Irving Morrow, laranja
internacional, como mostra a Figura 3.27, teve como objetivos destacar a ponte em meio à
neblina local e harmonizar a construção com o ambiente natural da baía de São Francisco.
Depois de quatro anos de construção, em 27 de maio de 1937, a ponte foi oficialmente
aberta. Neste dia, que recebeu o nome de "Dia do Pedestre", ela só pôde ser cruzada a pé, e
200.000 pessoas o fizeram. No dia seguinte, ela foi aberta ao tráfego de veículos.
69
Figura 3.27 A Ponte Golden Gate – Baia de São Francisco
Fonte: http://www.civilzone.com/photo/cable5.html
3.2.2 Ponte da Normandia
A ponte da Normandia possui o nome oficial como Pont de Normandie, como ilustra a
Figura 3.28. Seu sistema estrutural é de uma ponde estaiada com comprimento total de
2.141m e, vão central de 856m apoiado em duas torres em formato de Y invertido, cada uma
com 215 m de altura (Figura 3.29). Localizada na foz do Rio Sena entre Le Havre e Honfleur
na França, tem função de ponte rodoviária construída em aço e concreto prontendido nos anos
de 1989-1995. O projeto da ponte da Normandia foi feito pelos engenheiros Michel Virlogeux
e Charles Lavigne e execurtado por, Campenon Bernard Bouygues.
Figura 3.28 Ponte da Normandia
Fonte: http://www.settemuse.it/viaggi_europa/foto_francia/normandia/foto_francia_013_Normandia_pontex.jpg
70
Figura 3.29 Modelo Estrutural da Ponte da Normandia
Fonte: http://skyscraper.fortunecity.com/mmx/649/bridges/normandy/normandy.htm
Brown (1999) et. al. e Petroski (1995) citam que, devido o tráfego marítimo intenso,
exigiu-se um vão de pelo menos 800 m assim como, até o momento, não havia nenhuma
experiência em ponte estaiada com este vão, grande parte dos engenheiros achavam que a
ponte da Normandia deveria ser uma ponte pênsil. Prevaleceu, entretanto, a opinião de
Virlogeux que defendia a ponte estaiada pela economia que traria na instalação dos cabos e
por não demandar maciços de ancoragem.
Os tabuleiros em caixão fechado auxiliaram no desenvolvimento do piso da ponte da
Normandia. O resultado final foi um tabuleiro ainda mais inovador, que conseguiu unir leveza
com rigidez. Trata-se de uma estrutura híbrida, na qual os 624 m centrais são de aço e os 116
m de cada extremidade do vão central mais as vias de acesso são de concreto protendido
(Figura 3.30 e 3.31).
Figura 3.30 Construção do Tabuleiro da Ponte da Normandia (Aço x Concreto Protendido)
Fonte: http://skyscraper.fortunecity.com/mmx/649/bridges/ normandy/normandy.htm
71
Figura 3.31 Construção do Tabuleiro e Detalhamento de Tabuleiro em Concreto Protendido
Fonte: http://skyscraper.fortunecity.com/mmx/649/bridges/ normandy/normandy.htm
Segundo Brown (1999) et. al. e Petroski (1995), os cabos de uma ponte estaiada
podem apresentar vibrações indesejáveis produzidas pelo vento, pela água da chuva que corre
pelos estais e também por pessoas caminhando pela ponte. Para diminuir estas vibrações, os
estais da ponte da Normandia foram colocados em um tubo cilíndrico de polietileno de alta
densidade em cujas superfícies foram feitas ranhuras helicoidais a fim de impedir que a água
da chuva pudesse formar uma tormenta ao escorrer pelos cabos. Apesar desta providência,
mesmo na ausência de chuvas e com ventos fracos, os estais mais longos da ponte
apresentaram vibrações excessivas, o que exigiu que cabos adicionais ligando os estais fossem
colocados para diminuir suas vibrações. Além disso, entre os seis estais mais longos, de cada
um dos lados dos pilares, e o tabuleiro foram colocados amortecedores com até 44 cm de
comprimento para diminuir as vibrações, como mostra a Figura 3.32.
Figura 3.32 Detalhe dos Estais Ligados a dos Amortecedores
72
Fonte: Laboratório Central de Pontes e Pavimentação – França
Depois de finalizada a execução, a ponte da Normandia foi submetida a três testes
reais. No primeiro, observou-se o deslocamento vertical do tabuleiro na condição de seus 320
m centrais estarem com suas quatro faixas ocupadas por 80 caminhões totalmente carregados.
No segundo teste, a parte central do tabuleiro foi amarrada com um cabo a um barco ancorado
sob a ponte. Este cabo foi tracionado até romper e, conseqüentemente, provocar uma vibração
vertical do piso, analisada pelos engenheiros. No último teste, o tabuleiro foi deslocado
horizontalmente por um barco e, posteriormente, solto para que, desta vez, a vibração
transversal pudesse ser analisada (Brown, 1999 et. al. Petroski, 1995).
Após os testes terem resultados satisfatórios, a ponte estava aprovada, sendo então
inaugura em 20 de Janeiro de 1995.
Figura 3.33Estágio da Construção do Piso da Ponte da Normandia
Fonte: Le pont de Normandie. American Scientist (v.83, n.5, p.418)
73
3.2.3 Ponte Akashi Kaikyo
A ponte pênsil Akashi Kaikyo está localizada no estreito de Akashi entre as cidades de
Kobe e a ilha de Awaji no Japão, que conecta as ilhas Honshu, Awaji e Shikoku (Figura
3.35), com o objetivo de estimular o crescimento econômico e o intercâmbio cultural do oeste
japonês. Além da fundamental importância para o desenvolvimento da ilha Awaji, o tamanho
da ponte é outro fator que chama a atenção.
Construída no período de 1988-1998 com 3.911 m de comprimento total e 1.991 m de
vão central, a Akashi-Kaikyo tornou-se a ponte com o maior vão do mundo. Foi projetada
pela empresa Honshu Shikoku Bridge Authority em aço e executada pela Matsuo Bridge
Corporation.
Figura 3.34 Vista da Conexão Awaji e Kobe
Fonte: NASDA
A região que foi construída a ponte Akashi Kaikyo é de intensa pesca e isso forçou
que sua construção tivesse um vão mínimo de 1500 m para garantir a segurança do tráfego
marítimo. Além das condições naturais da região tais como: grande profundidade, fortes
correntes, mau tempo, risco de furacões e terremotos.
Para atender a essas condições, vários projetos e análises foram feitos. Um modelo da
ponte em escala 1:100 foi construído e testado exaustivamente a fim de se desenvolver uma
estrutura estável o suficiente para suportar a ação do vento, como mostra a Figura 3.36. O
resultado final foi uma ponte pênsil com 1.990 m de vão formada por piso treliçado suportado
74
por duas torres de aço, ambas com 282,8 m de altura. A ponte possui seis faixas de tráfego,
três em cada sentido.
Figura 3.35 Estrutura de Simulação
Fonte: http://images-srv.leonardo.it/progettiweb/electra/blog/jap4.jpg
Foram usados como artifícios para minimizar a ação do vento, um tabuleiro treliçado,
como mostra a Figura 3.36, que proporciona rigidez a ponte e impõe baixa resistência à
passagem do vento. Além disso, foi decidido instalar, ao longo do piso treliçado, placas
estabilizadoras para direcionar o vento e, com isso, reduzir a torção do tabuleiro.
Figura 3.36 Tabuleiro Treliçado da Ponte Akashi Kaikyo
Fonte: http://images-srv.leonardo.it/progettiweb/electra/blog/04-15-01%2005%20Japan%20%20Akashi%20Kaikyo%20Bridge%20Left.jpg
75
Com início das obras em Maio de 1988 a primeira etapa foi de execução da base em
que é transmitido ao solo 120.000 ton. As duas fundações, uma para cada torre, são do tipo
direta, sendo cada uma formada por um caixão de concreto armado com 80 m de diâmetro
etapas ilustradas na Figura 3.37.
Figura 3.37 Esquema Construtivo da Ponte Akashi Kaikyo
Fonte: http://www.kajima.co.jp/topics/news_notes/vol6/v6a.htm
Durante a construção, cada caixão, previamente fabricado, foi transportado até o local
de sua implantação, submergido até se apoiar no fundo do mar, a 60 m de profundidade, e
preenchido com água e concreto (Figura 3.38). Para evitar que areia e pedregulhos trazidos
pelas fortes correntes desgastassem os caixões, estes foram protegidos com filtros e pedras
arredondadas.
Figura 3.38Caixão de Concreto Usado na Fundação
Fonte: http://www.hsba.go.jp/bridge/aksubst1.htm
76
Para instalar o caixão, o método que foi utilizado foi o laying-down (colocar para
baixo). Construído externamente, o caixão de aço cilíndrico mede 65 m de altura e 80 m de
diâmetro e pesa 15.000 toneladas (Figura 3.39). Os dezesseis caixões tiveram de ser inundado
lentamente para atingir o equilíbrio adequado, e, em seguida, o caixão baixou cuidadosamente
no lugar.
De acordo com site Kajima6, no núcleo do caixão subaquático, 270.000 m³ de concreto
anti-washout7 foi colocado. Em seguida, foram colocados 89.000 m³ de concreto armado na
posição. Finalmente, duas âncoras de 200 toneladas foram posicionadas (Figura 3.39).
Figura3.39 Ancora Situada do Lado de Kobe
Fonte: http://www.hsba.go.jp/bridge/aksubst2.htm
Em abril de 1992, as torres de aço começaram a ser levantadas (Figura 3.41).
Formadas, cada uma, por 30 segmentos pré-fabricados, as torres foram montadas com a ajuda
de guindastes. A grande altura, aproximadamente 300 m, tornou necessário uma seção
transversal em forma de cruz e a instalação de 20 atenuadores dinâmicos sincronizados em
cada torre para neutralizar a vibração causada pelo vento como mostra a Figura 3.40.
6
7
http://www.kajima.co.jp/topics/news_notes/vol6/v6a.htm
Concreto com aditivos que impede a “lavagem” do concreto quando há concretagem submersa.
77
Figura 3.40 Esquema Lateral e em Planta da Torre
Fonte: http://www.kajima.co.jp/topics/news_notes/vol6/v6a.htm
Figura 3.41 Torre Nascendo da Base do Caixão
Fonte: http://www.hsba.go.jp/bridge/aktower.htm
O levantamento do primeiro cabo da Akashi-Kaikyo, foi um cabo guia de poliaramida
com 10 mm de diâmetro, foi feito por meio de helicóptero como mostra Figura 3.42. Quanto
aos cabos que suspendem o tabuleiro, estes são formados por 290 feixes, cada um constituído
de 127 fios de um aço galvanizado de alta resistência à tração (180 kgf/mm2) especialmente
desenvolvido para esta obra.
78
Figura 3.42 Instalação dos Cabos
Fonte: http://www.hsba.go.jp/bridge/akcable.htm e http://user.chollian.net/~ndo99/akashi/akashi6.jpg
Fugura 3.43 Estágios da Construção da Ponte Akashi Kaikyo
Fonte: http://user.chollian.net/~ndo99/akashi/akgirde5.jpg
79
3.2.4 Ponte Octavio Frias de Oliveira
De acordo com Gomes (2010), a ponte Octávio Frias de Oliveira é uma ponte estaiada
localizada na cidade de São Paulo, Brasil, como mostra a Figura 3.44. A ponte, que faz parte
do Complexo Viário Real Parque, é formada por duas pistas estaiadas em curvas
independentes de 60º que cruzam o rio Pinheiros, no bairro do Brooklin, sendo a única ponte
estaiada do mundo com duas pistas em curva conectadas formando um X e sustentadas por
estais ligados a um único mastro de 138m de altura detalha comprimento total de 2.887 m e
vão estaiado de 589 m (Figura 3.45).
Figura 3.44 Ponte Octavio Frias de Oliveira
Fonte: http://i.olhares.com/data/big/303/3030311.jpg
Construída no período de 2003 – 2008 foi arquitetada por João Valente, o projeto
estrutural por Catão Francisco Ribeiro e a obra executada pela construtora OAR, mas com a
supervisão de Edward Zeppo Boretto, como engenheiro responsável e, Norberto Duran, o
gerente de obras, ambos pertencentes aos quadros da Empresa Municipal de Urbanismo
(EMURB).
80
Figura 3.45 Estrutura em “X”
Fonte: http://www.metalica.com.br/images/stories/Id480/maior/estaiada30.jpg
A ponte mais alta, sentido avenida Jornalista Roberto Marinho para a Marginal
Pinheiros, tem um vão de 23,4 metros de altura, e a mais baixa, sentido Marginal Pinheiros
para avenida Jornalista Roberto Marinho, tem 2 m.
Cada tabuleiro curvo necessita de um mastro inclinado para ser equilibrado. Como o
cruzamento entre os tabuleiros ocorre junto ao mastro, as torres inclinadas se interceptam,
contraventando-se entre si. A sustentação das pontes foi feita por estais, feixes de cabos,
variam de 15 a 25 cordoalhas de aço, totalizando 492 toneladas de aço, que se fossem
colocadas lado a lado daria para percorrer 378.000 m. As cordoalhas são revestidas por uma
bainha de polietileno amarelo, cuja finalidade é proteger os estais da chuva, do vento e dos
raios do sol, O maior estai tem 195 metros e o menor 78 metros. A distância entre os estais é
de 7 metros do lado do rio, e de 6,5 metros do lado do sistema viário.
Erguidas em concreto armado protendido, as alças foram moldadas por meio de
formas deslizantes (Figura 3.46). A obra consumiu aproximadamente 58.700 m³ de concreto,
o equivalente à carga de 7.340 caminhões betoneiras. Foram utilizados 18 pares de cabos em
cada um dos 4 vãos, totalizando 144 estais um arranjo espacial único devido a curvatura do
tabuleiro e inclinação das torres .
81
Figura 3.46 Tabuleiro Deslizante
Fonte: http://www.metalica.com.br/images/stories/Id480/maior/estaiada63.jpg
A fundação do mastro possui 112 estações, com diâmetro de 1,30 m e comprimento
médio de 25 metros mais 40 estacas raiz com diâmetro de 41 cm e inúmeras interferências
como: Linha de transmissão, canal de adução do Rio Pinheiros, Marginal Pinheiros ente
outros como ilustra a Figura 3.47 e 3.48.
Figura 3.47 Fundação dos Mastros e Linhas de Interferências
Fonte: http://www.metalica.com.br/images/stories/Id480/maior/estaiada29.jpg
Figura 3.48Detalhe das Estacas
Fonte: http://www.metalica.com.br/images/stories/Id480/ponte-estaiada-sp-33.jpg
O asfalto utilizado nas pontes é da categoria SMA (Stone Mastic Asphalt), sendo
mesmo tipo usado no Autódromo José Carlos Pace - Interlagos. Essa pavimentação apresenta
82
alta resistência a impactos e a cargas em movimento. Também permite maior drenagem e
evita deformações do asfalto (Figura 3.49).
O tabuleiro é formado pelas estruturas:

Largura total do tabuleiro: 16,0 m

Passeio de emergência: 2 x 0,85m

Vigas: 2 x 1,50m

Defensas: 2 x 0,40m

Leito carroçável: 10,50m
Figura 3.49 Tabuleiro da Pista
Fonte: http://www.metalica.com.br/images/stories/Id480/maior/estaiada54.jpg
Um dos desafios para a construção da ponte foi a geometria curva da pista para a
distribuição das cargas pelos estais. Nos elementos de fixação de cada um dos estais foram
instaladas células de carga, capazes de monitorar as forças aplicadas aos mesmos, permitindo
ajustar as tensões mecânicas de montagem, equilibrando a ponte adequadamente e não
sobrecarregando os cabos durante a construção como mostra a Figura 3.50 e 3.50.
Figura 3.50 Tabuleiro Protendido
Fonte: http://www.metalica.com.br/images/stories/Id480/maior/estaiada58.jpg
83
Figura 3.51 Diagrama de Protensão do Tabuleiro
Fonte: http://www.metalica.com.br/images/stories/Id480/maior/estaiada59.jpg
As pontes foram projetadas para suportar ventos de até 250 quilômetros por hora nos
290 metros estaiados, de cada lado foram colocadas placas de alumínio chamadas de “narizes
de vento”, utilizadas para dissipar o vento nas pistas.
As pontes possuem um sistema de drenagem de águas pluviais que faz com que a água
passe por caixas de passagem antes de serem lançadas ao solo, o que evita a sujeira nas pistas
(Gomes, 2010).
3.3 COBERTURAS
3.3.1 Estádio Olímpico de Munique
O Estádio Olímpico de Munique foi construído no período de 1968-1972 para ser o
estádio principal dos Jogos Olímpicos de 1972, localizado em Munique na Alemanha (Figura
3.52). Foi projetado por Günther Behnisch & Partners - Frei Otto, possui o sistema estrutural
em tensoestrutura feita em aço e painéis de acrílico com área coberta de 74.800 m², com
capacidade de 69.300 pessoas.
84
Figura 3.52 Estádio de Munique
Fonte: http://turismo.culturamix.com/blog/wp-content/gallery/o-estadio-olimpico-de-munique/o-estadioolimpico-de-munique-15.jpg
Segundo JOTA (2007), as técnicas desenvolvidas por Otto e outros pesquisadores do o
Instituto de Estruturas Leves – IL, constituída por nomes como Jörg Schlaich, Günter Mayr e
a firma Leonhardt, Andrä und Partner, foram de fundamental importância para a viabilidade
construtiva, em 1972, da obra que é considerada uma das maiores realizações arquitetônicas
do século XX.
Figura 3.53 Maquete Estádio de Munique
Fonte: www.geocities.com
A cobertura estende-se desde o estádio principal até o centro aquático, abrigando
também o rinque de patinação e o Sports Hall (arena poliesportiva), como mostra a Figura
3.54. Os painéis transparentes que a compõem se apóiam numa extensa malha de cabos de aço
que por sua vez se encontra pendurada a mastros localizados externamente às instalações,
valorizando os espaços internos e aumentando a sensação de leveza.
85
Figura 3.54 Esquema da Extensão da Cobertura do Estádio de Munique
Fonte: www.olympia72.de
Foram feitas uniões da malha aos mastros, constituída por cabos de aço presos em
pontos estratégicos, definindo o formato único da estrutura. Além dos mastros, a cobertura
também se prende diretamente ao solo através de ancoragens por cabos de aço tracionados,
garantindo maior rigidez à estrutura, como mostra a Figura 3.55.
Figura 3.55 Estrutura de Amarração da Cobertura
Fonte: www.greatbuildings.com
O desenvolvimento das tecnologias necessárias para a construção movimentou o
ambiente científico assim como um programa espacial. As equações de estática envolvendo
10.500 incógnitas, número expressivo para a época, foram resolvidas por Fritz Leonhardt e
Wolfhard Andrä. O Instituto de Estruturas Leves (Institut für leichte Flächentragwerke) da
Universidade de Stuttgart formou especialistas neste novo assunto, que agora aconselhavam o
experiente Frei Otto.
86
Apesar de todos concordarem que a cobertura deveria ser suportada por uma malha de
cabos de aço com 75x75 cm, o material dos painéis ainda era uma disputa. Frei Otto propôs
painéis de concreto leve reforçado com polímeros. As empresas de televisão insistiram que
não deveria haver uma grande diferença de luminosidade entre as partes coberta e descoberta
do estádio, o que levou à escolha de painéis de acrílico transparente. Os painéis de 2,90x2,90
m são fixos nos pontos de intersecção com a malha de cabos de aço, separados por juntas de
neoprene para permitir maior mobilidade (Figura 3.56). O conforto térmico abaixo da
cobertura ficou prejudicado e a durabilidade dos painéis foi estimada em apenas 15 anos,
chegando a 80 m de altura, os 12 mastros foram projetados para suportar, junto às ancoragens,
a cobertura com sua sobrecarga crítica, a neve.
Figura 3.56 Vista das Malhas – Iluminação e Juntas
Fonte: www.trekearth.com e http://en.structurae.de
As peças que atuam como nós na malha de aço da cobertura e, em sua conexão com os
mastros e ancoragens (Figura 3.57), foram projetadas individualmente para cada tipo de
solicitação e configuração, seus moldes de madeira ou espuma esculpidos manualmente
permitiram o ressurgimento e o desenvolvimento da indústria de moldagem de aço.
Figura 3.57 Ancoragem
Fonte: www.archinect.com
87
Os dados grandiosos da construção do estádio são da escala de milhões, podem ser
enumerado com mais de 6 milhões de horas de trabalho entre 25.000 pessoas vindas de 24
nações que possibilitaram a construção em tempo recorde de três anos. 7 milhões de m³ de
solo movimentados, 400.000 m³ de concreto, 40.000 ton de aço, 40.000 m³ de madeira, são
alguns dos expressivos números que totalizaram US$ 1,2 bilhões em investimentos, dos quais
US$ 120 milhões somente para os painéis de acrílico da cobertura.
3.3.2 Louisiana Superdome
O estádio, Louisiana Superdome localizado em Nova Orleans - Estados Unidos foi
construído no período de 1971-1975 com um sistema estrutural de cúpula em treliça, feita em
aço estrutural e chapas de aço anodizado (Figura 3.58). Projetado por Curtis & Davis; Nolan,
Norman & Nolan; Edward B. e Silverstein; Sverdrup & Parcel & Associates tem uma área
coberta de 34.000 m², 82,3 m de altura, diâmetro da cúpula de 207,3 m e com uma capacidade
de 72.000 pessoas, foi construído pela American Bridge Company.
Figura 3.58 Louisiana Superdome
Fonte: www.neworleansonline.com
De acordo com a Revista Acier Stahl Steel (1974) em meio a arranha-céus surgiu uma
estrutura totalmente diferenciada, tanto pela sua função do espaço destinado ao lazer
envolvido por um centro de negócios tanto pela estética de sua forma inusitada meio aos
gigantes prédios.
A proposta da construção do Superdome fez o diferencial desse estádio. O terreno
escolhido para a construção teria que ter área suficiente para permitir a flexibilidade de jogos
com de futebol americano 9.300 m², basebol 13.000 m², basquete 5.000 m² dentre outros. Para
que fosse viável essa proposta chegou-se ao consenso que a estrutura teria de ser um mix das
88
formas quadradas e redondas que foi nomeada no inglês de Squircle. Ainda para que fosse
possível uma boa visibilidade para os 72 mil espectadores a tribuna superior fixa e a inferior
móvel, como mostra a Figura 3.60, com 15.000 assentos, sendo ela regulada de acordo com a
necessidade da superfície do campo, ou seja, para cada tipo de jogo (Figura 3.59).
Figura 3.59 Esquema de Movimentação da Tribuna
Fonte: Adaptada de Acier Stahl Steel, 1974.
Figura 3.60 Tribuna Inferior Movimentada por Trilhos
Fonte: www.thesportsroadtrip.com
A solução estrutural mais conveniente da cobertura foi definida que em cúpula, pois
não necessita de pilares no meio do campo e, no caso do beisebol, suportaria um pé-direito
alto, não prejudicando o esporte e nem a iluminação (Acier Stahl Steel 1974).
Nova Orleans é uma região de intensos furacões, sendo previsto no cálculo da sua
estrutura essas cargas. Para que esses esforços causados pelos furacões chegassem mais perto
do real, modelos reduzidos da estrutura foram submetidos a ensaios em túneis de vento,
medindo pressão crítica em 180 pontos.
89
Acier Stahl Steel (1974) comentam que a estrutura metálica (Figura 3.61) foi fabricada
e montada pela American Bridge Company, sendo formada por seis anéis e seis arcos radiais
principais formados por treliças, com altura de 2,23 metros. Os anéis e os arcos (Figura 3.62)
são interligados por meio de nervuras metálicas em forma de diamante, preenchendo a
superfície da cobertura. A função dos anéis, sujeitos à tração, é comprimir diametralmente a
cúpula, conferindo-lhe rigidez e forma.
„
Figura 3.61 Vista da Estrutura
Fonte: Acier Stahl Steel, 1974.
Figura 3.62 Estrutura em Treliça dos Arcos
Fonte: Acier Stahl Steel, 1974.
Acier Stahl Steel (1974) o anel de base apóia-se sobre a estrutura inferior do estádio
por meio de 96 pêndulos de 2,45 m de altura. Estes pêndulos são articulados nas duas
extremidades por meio de pequenos eixos posicionados paralelamente ao anel, permitindo o
movimento dos pilares para dentro e para fora da estrutura. Assim, a cúpula pode sofrer
efeitos térmicos de dilatação e contração de até 15 cm, deslocando-se independentemente da
estrutura inferior
Com capacidade para 5 mil veículos, o estacionamento em concreto sustenta a
estrutura metálica do estádio, como mostra a Figura 3.63. O revestimento lateral externo é
90
feito por painéis metálicos em sanduíche, compostos por uma chapa de aço, um isolamento
em fibra de vidro e uma folha de alumínio anodizado. Na cúpula, são utilizadas chapas de aço
com isolamento térmico de poliuretano e uma camada de um elastômero impermeável
chamado hypalon.
Figura 3.63 Estrutura de Concreto Suportando a Estrutura Metálica
Fonte: www.superdomephoto.com
Foram usados 132 mil metros cúbicos de concreto, 18 mil toneladas de aço estrutural,
50 mil metros quadrados de chapas de alumínio anodizado, totalizando aproximadamente 700
milhões de dólares. A maior parte das vigas de aço da cobertura foi erguida por helicópteros,
o que acelerou a execução da obra. A cúpula foi sustentada por 37 torres de montagem que só
foram retiradas lentamente no dia 12 de julho de 1973, estabelecendo o recorde mundial para
a categoria (maior estrutura fixa em forma de cúpula), que somente seria superado em 1992
pelo Geórgia Dome em Atlanta (Acier Stahl Steel, 1974)
Figura 3.64 Estágios da Obra de Superdrome
Fonte: http://www.greatbuildings.com/
91
3.4 ESTRUTURA EM MADEIRA
Na construção civil, a madeira é utilizada de diversas formas em usos temporários,
como: fôrmas para concreto, andaimes e escoramentos. De forma definitiva, é utilizada nas
estruturas de cobertura, nas esquadrias (portas e janelas), nos forros e pisos (Ferreira, 2003).
Quinalia (2006) ao definir um projeto com madeira é preciso que os arquitetos e os
engenheiros envolvidos tenham plenos conhecimentos das propriedades das espécies mais
apropriadas, considerando fatores como a localização do empreendimento e os agentes
biológicos que a construção será exposta. Isso é fundamental para evitar futuras deteriorações
ocasionadas pela ação do intemperismo e o ataque de fungos e insetos.
O processo de conservação deve ser iniciado no tratamento da madeira e prolongado
até a manutenção, e requer técnicas específicas, de acordo com as propriedades em questão.
As técnicas de preservação química consistem em introduzir, por meio de processos
adequados, produtos químicos dentro da madeira, tornado-as tóxicas aos organismos que a
utilizam como fonte de alimento, explica o biólogo Sérgio Brazolin, Chefe do Agrupamento
de Preservação de Madeiras do IPT (Instituto de Pesquisas Tecnológicas do Estado de São
Paulo).
Assim, analisando as patologias que a madeira pode desenvolver determinar o tipo de
construção, os detalhes dos sistemas de proteção e os construtivos que irão assegurar a vida
útil da edificação. A definição da espécie botânica depende de uma série de fatores que
interagem entre si, como a linguagem do projeto arquitetônico, a finalidade específica na
obra, o desempenho desejado, a agressividade do entorno, as propriedades das madeiras e os
recursos disponíveis (orçamento, equipamentos e ferramentas), esclarece o engenheiro
Everaldo Pletz, professor da UEL (Universidade Estadual de Londrina) e Unipar
(Universidade Paranaense).
Um exemplo de superação das limitações das construções em madeira é o hospital
Credit Valley localizado em Ontário no Canadá. Feito em estrutura de madeira através de uma
inovação de Gary Williams proprietário da Timber Systems, que criou um sistema de
refrigeração com sprays de micro partículas de água na madeira impossibilitando a combustão
da madeira em caso de incêndio garantindo em um hospital segurança e um ambiente
aconchegante com o uso da madeira, segue ilustrações da estrutura em madeira do Credit
Valley, como mostra a Figura 3.65.
92
Figura 3.65 Estrutura de Madeira do Credit Valley
Fonte: http://img35.imageshack.us/img35/9840/ingenieurholzbauthumb1.jpg
3.4.1 Casa Folha
A Casa Folha localizado em Angra dos Reis – Rio de Janeiro foi construído no ano de
2008. O projeto de arquitetura feito por Mareines e Patalano Arquitetura, calculada em
estrutura metálica e em madeira pelos engenheiros Abilitá projetos e Andreas Hösch
respectivamente e construída por Laer Engenharia. Feita em madeira de reflorestamento
laminada de eucalipto e pinus em uma área de 800 m² (Figura 3.66).
Figura 3.66 Casa Folha
Fonte: http://artezanalnet.com.br/blog/Fotos4/casafolha2.jpg
93
O design desta casa de praia teve inspiração na arquitetura indígena brasileira tendo
em mente a utilização dos espaços de maneira sustentável e adequada ao nosso clima.
Segundo Mareines (2008) a casa foi projetada preocupando-se em não prejudicar o
relacionamento do homem com a natureza, sendo construída sem corredores, proporcionando
muita transparência e integração entre o interior e o exterior, gerando quase uma fusão entre
eles.
A cobertura funciona como uma grande folha que protege do sol todos os cômodos da
casa, assim como os espaços livres entre eles. Esses espaços livres representam a essência do
projeto, e como não poderia deixar de ser, são os espaços mais interessantes e mais utilizados
pelas pessoas que frequentam a casa. Tem na maior parte das vezes um pé direito muito alto e
permite que o vento dominante de sudeste venha frontalmente do mar em direção e através da
casa, provendo a todas as áreas da casa, abertas ou fechadas ventilação e resfriamento passivo
(Figura 3.67).
Figura 3.67 Corte da Casa Folha – Detalhe do pé-direito
Fonte: http://lh3.ggpht.com/_4A0lKIgx9U4/SR1-E6COuNI/AAAAAAAACTQ/xd3siHCqIEs/s1600h/inst203_16%5B5%5D.jpg
Toda a estrutura da cobertura foi feita em madeira laminada de eucalipto, que devido
ao seu processo de fabricação consegue ao mesmo tempo vencer grandes vãos (Figura 3.68),
(20 m é o maior vão da residência), com facilidade e refinamento estético.
Figura 3.68 Esquema da Casa Folha
Fonte: http://lh6.ggpht.com/_4A0lKIgx9U4/SR1-ItEWO8I/AAAAAAAACTg/lMGYcbr2VE/s1600/inst203_18%5B3%5D.jpg
94
No telhado foi usado peças de menor tamanho de madeira do tipo pinus, por ser uma
estrutura mais complexa, de acordo com o esquema apresentado na Figura 3.69. Todas as
superfícies de acabamento da casa, exceção feita ao vidro e ao cobre patinado, são naturais,
como a ardósia, madeira natural, madeira de cruzeta de poste no piso do térreo e tramas de
bambu.
Figura 3.69 Estrutura do Telhado
Fonte: http://lh3.ggpht.com/_4A0lKIgx9U4/SR1-LJylrI/AAAAAAAACTo/80Pg_bAbcLc/s1600/Casa+Folha%5B3%5D.jpg
3.5 CONSTRUÇÕES SUSTENTÁVEIS
Dados da Associação Brasileira da Indústria do PET (ABIPET), mostram que Brasil
produz anualmente cerca de 3 bilhões de garrafas PET, um produto 100% reciclável, mas o
volume de reciclagem atualmente beira os 50%. Isso significa na prática que pelo menos 1
bilhão e meio de plástico não-biodegradável é descartado no meio ambiente por ano, o que
significa algumas centenas de anos para absorção na natureza.
O temo PET,desenvolvido pelos químicos ingleses Whinfield e Dickson em 1941, é
um material termoplástico. Isto significa que ele pode ser reprocessado diversas vezes pelo
mesmo ou por outro processo de transformação. Quando aquecidos a temperaturas adequadas,
esses plásticos amolecem, fundem e podem ser novamente moldados. (Compromisso
Empresarial para Reciclagem, 2011).
O Brasil produz anualmente cerca de 3 bilhões de garrafas PET, um produto 100%
reciclável, mas o volume de reciclagem atualmente beira os 50%. Isso significa na prática que
95
pelo menos 1 bilhão e meio de plástico não-biodegradável é descartado no meio ambiente por
ano, o que significa algumas centenas de anos para absorção na natureza.
De acordo com informações divulgadas pela ABIPET, o Brasil reciclou em 2009 262
mil toneladas de PET dado do 6º censo da reciclagem do pet no Brasil A associação através
de uma série de iniciativas busca insistentemente equacionar este problema, ajudando a
promover a coleta e desenvolver projetos que beneficiem a reciclagem do PET.
Para o eletricista Antonio Duarte, do Rio Grande do Norte, uma alternativa
interessante para o uso do PET seria a construção de casas. O intuito é substituir os tijolos
convencionais da alvenaria por uma estrutura de PET‟s testes de resistência foram auxiliados
por pesquisadores da Universidade Federal do Rio Grande do Norte (UFRN). Duarte o criador
da casa de PET explica que os testes são simples. Dentro da UFRN existe um o laboratório de
concreto onde são feitos ensaio, qualquer empresa pode submeter a teste seus corpos de
acordo as normas da ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas), o autor foi testando
até chegar ao ponto de economia e resistência adequadas.
Dessa forma, os estudos em laboratório comprovaram que paredes construídas a partir
das garrafas descartáveis poderiam ser não só tão resistente quanto às paredes de tijolo, como
até mais fortes. O resultado surpreendeu, dando resultado de 1,94 MPa medida de resistência.
Além disso, segundo os pesquisadores, as garrafas são ótimos isolantes termoacústicos.
Segundo o site Metálica8, para construir uma casa de 46 m² com dois quartos, sala,
cozinha, banheiro e varanda, por exemplo, são necessárias 2.700 garrafas. A primeira casa
construída por Antonio Duarte levou um mês para ser construída, ficando pronta em
dezembro de 2009. Hoje, tendo as paredes previamente preparadas, já é possível levantar a
casa em apenas cinco dias.
Depois de estudos feitos, o método construtivo da casa de pet‟s pode se seguir a
seguinte seqüência:

Moldam-se as paredes dentro de fôrmas feitas com madeira e chapas de
aço. A seguir, as garrafas são colocadas entre a massa de cimento e areia. A distância entre as
garrafas pode variar de 5 a 12 cm, dependendo do projeto. Dentro da forma são preparadas as
partes hidráulicas e elétricas da casa (Figura 3.70);
8
http://www.metalica.com.br/sustentavel-e-criativa-casa-de-garrafa-pet
96
Figura 3.70 Vista da Parede com Garrafas Pet
Fonte: Metálica

Toda a tubulação da casa passa pelo piso embutindo todo ela na
regularização do contrapiso;

Montam-se as paredes em cima do contrapiso. As paredes são “coladas”
no chão com a ajuda de 10 cm de cimento (Figura 3.70);
Figura 3.71 Paredes Montadas
97
Fonte: Metálica

Começa a fase de acabamento. Nesta etapa são feitas as instalações de
tomadas, interruptores, portas e janelas da casa;

O telhado faz se a estrutura e recomenda-se o uso de telha colonial;

Pintar a casa e finalizar o acabamento (Figura 3.72).
Figura 3.72 Casa Finalizada
Fonte: Metálica
4 CONSIDERAÇÕES FINAIS
4.1 – CONCLUSÕES
O objetivo deste trabalho foi realizar um estudo abrangente sobre as obras e seus
métodos construtivos, que geram as inovações nas grandes obras da Engenharia Civil.
O primeiro passo foi identificar, através de estudos, a evolução da construção,
pontuando acontecimentos em cada fase da humanidade. Foi possível analisar que as
inovações na construção vêm junto com a evolução da humanidade, a cada estágio da história
o homem se supera, alcançando novidades que em seu tempo não seria possível tornando
assim mais uma porta aberta pra novas conquistas. Para a engenharia entender o estágio que
ela se encontra os estudos da engenharia em geral, e da historia da engenharia de estrutura em
particular tendem a fechar a lacuna da formação do engenheiro, colocando em questão a
formação eminentemente técnica e exata e ressaltando da falta de uma formação mais
humanística, sendo interessante a inserção da história da engenharia de estruturas, nos cursos
de graduação e pós graduação.
98
Paralelamente, foram levantadas as obra destaques de cada fase da evolução da
construção. Evoluções caracterizadas pelo melhoramento do material, da estrutura e da
técnica de execução. Assim pode-se dizer que a importância dos modelos matemáticos que
também evoluíram vieram para otimizar e facilitar e tornar cada vez mais possível a
construção de grandes obra com maior segurança e alternativas de economia.
A última parte do trabalho foi uma análise de obras interessantes com um
aprofundamento no processo executivo, ou seja, com foco na construção civil. A escolha
dessa linha de pesquisa foi de poder mostrar como cada fase da obra interfere na sua
conclusão. A grandiosidade das obras se observa desde o projeto, com a capacidade dos
engenheiros calculistas dimensionarem e, fazem com que se possa construir com segurança.
Mas, além disso, o fato maior é tornar isso seguro, é construir com segurança, alcançar a
perfeição dos cálculos do papel. Isso reflete na mão-de-obra, na experiência, conhecimento de
novos materiais, capacidade de criar novas tecnologias. Pois é construindo que se conhece os
limites que podem ser quebrados e, as possibilidades a serem alcançadas. Isso pode ser
ilustrado pela Catedral de Florença, que por quase um século esteve parada, sem solução para
a construção de sua cúpula, com tentativas se alcançou o resultado que somente foi possível
depois que se tentou, ou seja, que se construiu.
A conclusão final é que através do estudo de algumas grandes obras interessantes,
cada sistema estrutural, cada material, cada época e cada dimensão que se busca quebrar
recordes, desenvolve um ramo de idéias e de inovações. Desde a concepção inicial, que muda
de acordo com a cultura e com a evolução, até a concepção final do sistema estrutural, que
torna possível a construção de obras impactantes. Basta o engenheiro se submeter a ser capaz
de pensar, criar e construir.
A seção a seguir apresenta sugestões de trabalhos futuros com o objetivo de encorajar
a continuidade do trabalho desenvolvido.
4.2 – SUGESTÕES PARA TRABALHOS FUTUROS
Em relação a trabalhos futuros este trabalho fornece algumas opções no que diz
respeito à análise de grandes obras. Abaixo são citadas algumas das possibilidades:

Os Programas de Cálculo Usados em Projeto de Grandes Obras

Processo de Lojística Dentro de Grandes Obras

Máquinas Utilizadas em Grandes Obras
99
100
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