A Tecnologia do Concreto Aplicada à Arquitetura

Objetivos:

Transmitir ao aluno a arte e a ciência do concreto de forma simples, clara e científica. Abordar um amplo espectro de tópicos da moderna tecnologia do concreto, como por exemplo: concreto de alto desempenho, concreto auto-adensável, concreto colorido, concreto com agregado exposto etc.. Além disso, capacitar o aluno na concepção de um projeto sustentável tomando-se todo o cuidado na escolha dos materiais para que o concreto seja ecologicamente correto. Estudar soluções arquitetônicas específicas como exemplos de Arquitetura em concreto e emissão de uma opinião qualitativa sobre a viabilidade da estrutura, para um estudo arquitetônico recebido.

Justificativa:

O conhecimento da construção é a única possibilidade de se viabilizar concretamente a idéia do objeto arquitetônico. Grandes exemplos da Arquitetura tiveram um papel fundamental no desenvolvimento da tecnologia de concreto armado, pois muitos dos seus atributos exploraram ao máximo a plasticidade do concreto no sentido de atingir formas estruturais e belas, além de demonstrar com clareza a indissociabilidade entre arquitetura e estrutura. A suma importância de se fazer um concreto durável, essencial para o desenvolvimento sustentável da indústria do concreto, justifica o vasto programa abordado na disciplina resultando em reflexões sobre os atuais desafios para o concreto, que é o material de construção mais amplamente utilizado no mercado da construção civil.

Conteúdo:

1. O concreto estrutural na Arquitetura brasileira e internacional No Brasil do início do século XX, a Arquitetura e a Engenharia passaram a utilizar em larga escala uma tecnologia construtiva que viria a revolucionar não apenas o universo das grandes estruturas, mas também o próprio perfil do ambiente construído das cidades brasileiras. Desde então, as realizações baseadas no emprego do concreto de cimento Portland desenvolveram-se em progressão geométrica, a tal ponto que, hoje, pode-se falar da existência de uma verdadeira escola brasileira do concreto armado. Ao longo dos últimos cem anos, o concreto armado tornou-se marca registrada da Arquitetura e da Engenharia brasileiras. Casas, palácios, edifícios altos, escolas, pontes, rodovias, indústrias, portos, usinas hidrelétricas, um sem número de tipos de construções de pequeno, médio e grande porte surgiram em todo o território nacional, configurando e consolidando essa escola de importância histórica, que hoje tem inclusive exportado serviços do mais elevado nível. No decorrer deste programa de ensino, pretende-se desenvolver os fundamentos científicos e tecnológicos do concreto estrutural, com ênfase àqueles essenciais ao projeto arquitetônico, estabelecendo-se, especialmente, uma forma de linguagem que venha harmonizar as relações entre Arquitetura e Engenharia no campo da Construção. Neste aspecto, deverão ser abordadas tanto as relações entre o ambiente construído acabado e as pessoas, quanto as relações entre o sistema estrutural do ambiente construído e as forças da Natureza. A título de estudos de caso, pretende-se apresentar, analisar e discutir projetos emblemáticos de de obras com estrutura de concreto, tanto aquelas reconhecidas como referências nacionais como aquelas internacionais, com destaque aos aspectos relevantes que influenciam as tomadas de decisão na elaboração dos projetos. 2. O concreto como material Neste item, o programa prevê uma síntese da evolução histórica da tecnologia de preparo e utilização do concreto como material de construção. Relacionam-se datas e obras que empregaram esse material desde 5.600 anos a.C. e que o consagraram como um dos melhores amigos do homem, uma vez que sempre foi utilizado na construção de residências, obras de arte, aquedutos e templos religiosos, fundamentalmente visando ao bem-estar da espécie humana. Procura-se registrar como se deu a evolução da utilização do concreto na construção civil, dos primórdios da civilização aos dias atuais, por meio de figuras de obras históricas e documentos desde as primeiras utilizações deste material até a sua mais moderna aplicação, que é o concreto de alto desempenho – CAD. Dentre as obras a citar, há também modernas construções de concreto de elevado desempenho, as quais comprovam sua versatilidade arquitetônica e estrutural, além de sua durabilidade. Pretende-se destacar também como o concreto vem sendo utilizado modernamente, em conjunto com sistemas construtivos baseados em outros materiais, como aço, alumínio, fibras de vidro, etc. Além disso, destacar-se-á como a evolução científica e tecnológica do concreto tem contribuído para a produção de concretos mais duráveis e de resistência mais elevada, conseqüentemente possibilitando a construção de edifícios cada vez mais altos. Neste panorama, é possível concluir que o concreto como material de construção terá, nas próximas décadas, um futuro cada vez mais promissor, uma vez que versatilidade arquitetônica, aliada à durabilidade crescente, possibilitará a realização e o desenvolvimento de qualquer projeto idealizado segundo os critérios mais futuristas da arquitetura contemporânea. 3. O concreto como estrutura Se nos idos tempos de sua concepção o concreto já surgia como uma extraordinária “pedra artificial”, que podia ser moldada ou “fundida” (à temperatura ambiente!) em moldes, seu desenvolvimento tecnológico foi ainda mais expressivo, especialmente com o advento do processo de fabricação do cimento Portland, patenteado por Joseph Aspdin em 1824. A versatilidade desse material, seja no seu processo de produção ou no seu potencial de exploração plástica na Arquitetura, com formas que pouco lembram as antigas estruturas de pedra, continua em franco progresso nos dias de hoje. Nesta seção, pretende-se destacar como a tecnologia do concreto estrutural pode ser aplicada nos projetos de arquitetura, por diferentes formas ou técnicas, cada qual mais adequada às funções a que se destinam: • concreto armado; • concreto protendido; • concreto de alto desempenho; • concreto auto-adensável; • concreto com agregado exposto; • concreto colorido; • concretos especiais: com fibras, com agregado reciclado, translúcido, leves, etc.; • pré-fabricados de concreto. Os concretos denominados convencionais são aqueles empregados correntemente para a execução de estruturas de concreto armado ou protendido. Já os concretos ditos especiais possuem características que os fazem diferenciados, como por exemplo, concretos auto-adensáveis, com fibras, com adições minerais especiais, refratários, etc. Seus atributos especiais possibilitam aplicação de forma diferenciada, tanto no que se refere às tipologias espaciais quanto à sua adequação tecnológica às mais específicas condicionantes, escalas, complexidades e soluções. Nos estudos de caso a serem propostos, buscar-se-á decifrar a singularidade de cada obra e o processo de adequação tecnológica do concreto. 4. Análise de desempenho Quando se fala em construir com alguma intenção, transformar o ambiente natural em construído, as forças da Natureza devem ser obrigatoriamente respeitadas, para que o ambiente construído mantenha-se estável, seguro, confortável e com durabilidade adequada ao seu tempo de vida útil. Nesse contexto, destaca-se o conceito de análise do desempenho do material e das estruturas. Pedagogicamente, a abordagem técnica deverá ser conduzida no sentido de que o arquiteto compreenda a natureza dos materiais e das estruturas e sua potencialidade, reconheça as leis matemáticas, físicas e químicas interpretativas dos fenômenos naturais e as integre à sua formação e competência no domínio da Arquitetura. Três aspectos serão particularmente enfatizados: segurança estrutural, durabilidade e sustentabilidade. Outros aspectos relativos ao desempenho das construções, como conforto térmico e acústico, serão tratados colateralmente. a. Segurança das estruturas Ao se analisar a estrutura de uma casa ou de um edifício deve-se reconhecer que as suas diferentes partes sofrem esforços de vários tipos e de várias intensidades e que, para resistir a esses esforços, as partes das estruturas devem ter formas e dimensões diferentes, além de atender à economia. Atender à economia pode ser entendido, numa primeira abordagem, como economia de uso de materiais e mão de obra. Entender os tipos de esforços e como escolher e dimensionar as dimensões são as essências da arte de construir. b. Durabilidade Discute-se de forma conceitual e gradual, a previsão da evolução da deterioração das estruturas de concreto armado através de modelos de comportamento que viabilizam projetar para durabilidade e não somente para resistência mecânica. Esta abordagem moderna e científica da deterioração e envelhecimento das estruturas de concreto armado e protendido viabilizam a estimativa da vida útil das estruturas de concreto expostas, durante certo período de tempo, a determinados ambientes agressivos. Gerir o problema de durabilidade das estruturas de concreto implica em responder as seguintes questões gerais que serão discutidas em sala de aula: – quais são os mecanismos de envelhecimento das estruturas de concreto armado e protendido? – como classificar o meio ambiente quanto à sua agressividade à armadura do concreto? – como classificar o concreto quanto à sua resistência aos diferentes meios agressivos? – qual a correspondência entre a agressividade do meio ambiente e a resistência à deterioração e ao envelhecimento da estrutura de concreto? – qual a definição de vida útil? – quais são os métodos de previsão de vida útil? – quais devem ser os critérios de projeto arquitetônico e estrutural? – como deve ser a dosagem e a produção do concreto? – quais os procedimentos adequados de execução e controle da estrutura? – quais os procedimentos e critérios para bem exercer a manutenção das estruturas? O desempenho das estruturas de concreto armado dependerá dos cuidados a serem adotados nas fases, de projeto, execução, controle de materiais, programa de manutenção. Para que se possa tratar e entender a importância do estudo da durabilidade e, principalmente, do projeto com vistas à durabilidade é preciso ter conhecimento dos conceitos mencionados. c. Sustentabilidade nas construções de concreto Sabe-se que a fabricação dos materiais utilizados na produção do concreto envolve recursos naturais não renováveis. Ainda que as estruturas de concreto sejam duradouras quando executadas conforme as normas técnicas, atualmente o apelo pela sustentabilidade e preservação do meio ambiente sempre se faz presente, com justiça. Como então conceber estruturas de concreto que minimizem esse impacto ambiental? Quais materiais podem ser utilizados pensando-se em obter uma composição mais sustentável? Como a concepção do projeto pode ajudar nesse sentido? Quais os cuidados que devem ser considerados, levando-se em consideração a análise de desempenho e durabilidade, ao se optar por detalhes construtivos como: fachadas e coberturas verdes, conforto térmico sem ar condicionado, utilização de concretos e argamassas com agregados recicláveis, etc. Este item trata basicamente de questões relativas ao processo construtivo, com ênfase na reciclagem do entulho, estando fora do escopo o estudo do ciclo produtivo.

Forma de Avaliação:

Método: Nota da prova individual Nota para os trabalhos individuais (relatório + seminário)

Observação:

A disciplina terá alguns convidados da área para ministrar palestras sobre o tema, como também, a demonstração de alguns produtos em sala de aula. Eventualmente, se possível, realizar-se-á visitas à algumas obras e/ou fábricas de pré-fabricados de concreto.

Bibliografia:

ASSOCIAÇÃO BRASILEIRA DE NORMAS TÉCNICAS. NBR 13532: elaboração de projetos de edificações – arquitetura. Rio de Janeiro, 1995.
_______. NBR 6492: representação de projetos de arquitetura. Rio de Janeiro, 1994.
_______. NBR15575-1: edifícios habitacionais de até 5 pavimentos – Parte 1: Requisitos gerais. Rio de Janeiro, Maio 2008, 52p.
_______. NBR15575-2: desempenho de edifícios habitacionais de até 5 pavimentos – Parte 2: Estrutura. Rio de Janeiro, Maio 2008, 29p.
_______. NBR15575-4: desempenho de edifícios habitacionais de até 5 pavimentos – Parte 4: Fachadas e paredes. Rio de Janeiro, Maio 2008, 51p.
_______. NBR15575-5: desempenho de edifícios habitacionais de até 5 pavimentos – Parte 5: Coberturas. Rio de Janeiro, Maio 2008, 54p.
ALLEN, Edward Como funciona un edificio. Princípios elementares. Barcelona. Gustavo Gili. ISBN: 978-84-252-1089-1. 2008. 258 p.
ARAÚJO, J. M. (2003) – Curso de concreto armado. Rio Grande: Dunas, 2003. Vols. 1 a 4, 2.ed.
BRITISH STANDARD INSTITUTION. Guide to Durability of Buildings and Building Element, Products and Components BS 7543. London, BSI, Mar. 1992. 43p.
FERGUSON, P. M.; BREEN, J. E.; JIRSA, J. O. (1988) – Reinforced concrete fundamentals. John Wiley & Sons, 5th edition, 1988;
HEMELY, ADÃO Concreto Armado Novo Milênio. Editora Interciência, 2ª Edição. ISBN: 9788571932258. 2010. 206 p.
LATORRACA, Giancarlo (org). João Filgueiras Lima Lelé – Aquitetos Brasileiros. Editorial Blau. Instituto Linda Bo e P. M. Bardi: Lisboa, 2000, 264p.
LEVY, Salomon M. ; HELENE, Paulo R. L. . Durability of Concrete made by Recycled Aggregates. In: Sustainable Construction Materials and Technologies, 2007, Coventry. Sustainable Construction Materials and Technologies. Coventry : Coventry University Press, 2007. v. 1.
LOPES, João Marcos; BOGÉA, Marta; REBELLO, Yopanan. Arquiteturas da engenharia, engenharias da arquitetura. São Paulo: Editora Mandarim/PINI, 2006, 176p.
MARGARIDO, A. F. Fundamentos de estruturas: um programa para arquitetos e engenheiros que se iniciam no estudo das estruturas. São Paulo: Zigurate Editora, 2001, 334p.
MEDEIROS, Marcelo H. F. ; HELENE, Paulo R. L. . Surface treatment of reinforced concrete in marine environment: Influence on chloride diffusion coefficient and capillary water absorption. Construction & Building Materials, v. 23, p. 1476-1484, 2009.
MEHTA, P. K.; MONTEIRO, P. J. M. (1994) – Concreto: estrutura, propriedades e materiais. São Paulo: PINI, 1994;
MEHTA, Povindar Kumar & MONTEIRO, Paulo J. CONCRETO: Microestrutura, propriedades e materiais. Editora: Ibracon (Instituto Brasileiro do Concreto), ISBN: 978-85-98576-12-1. 3ª edição. 2008.
MELO, Karoline Alves de ; REPETTE, Wellington Longuini . Optimization of Superplasticizer Content in Self-Compacting Concrete. In: MARIA S. KONSTA-GDOUTOS. (Org.). Measuring, Monitoring and Modeling Concrete Properties. 1 ed. Amsteda: Springer Netherlands, 2006, v. 1, p. 469-477.
REBELLO, Yopanan Conrado Pereira A concepção estrutural e a arquitetura. São Paulo: Zigurate Editora, 2000, 271p.
REPETTE, Wellington Longuini . Concreto auto-adensável – características e aplicação. Téchne. Revista de Tecnologia da Construção, v. 135, p. 56-60, 2008.
REPETTE, Wellington Longuini . Concretos de Última Geração: Presente e Futuro. In: Geraldo Cechella Isaia. (Org.). Concreto – Ensino, Pesquisa e Realizações. 1 ed. São Paulo: Instituto Brasileiro do Concreto, 2005, v. 2, p. 1509-1550.
TORROJA, Eduardo Razón y ser de los tipos estructurales. Consejo Superior de Investigaciones Cientificas. Instituto de Ciencias de la Construcción Eduardo Torroja. ISBN: 84-00-07980-9. Madrid. 2000. 403 p.
VANCONCELOS, Augusto Carlos de. Estruturas arquitetônicas: apreciação intuitiva das formas estruturais. São Paulo: Editora Nobel, 1991. 115p.

Código
Créditos
Área de Concentração