Tensoestruturas - Paraboloide Hiperbólica e Tendas

Bruno Ribeiro Fantini - 20174964

Cainã Toledo Nascimento - 20163567

Ivan Chufi Gallo - 20151482

Juliana Fascina Valim - 20170308

Rafael Alves - 20166275

Rafael Antonialli Gabarron - 20158332

Definição:

Denominamos tenso-estruturas ou estruturas tensionadas aquelas coberturas cujo elemento principal é a própria cobertura, que permanecendo sob constante estado de tracionamento, em oposição aos elementos metálicos comprimidos, promove o equilíbrio geral do sistema. Diferentemente das coberturas normais em telhas metálicas, a tenso-estrutura tem no tecido que a forma, a intrínseca capacidade de resistência aos esforços externos. 

Esta resistência é maior ou menor de acordo com a geometria assumida, sempre em dupla curvatura, e com o material do tecido da membrana.
Tomando-se como exemplo o parabolóide hiperbólico (base retangular ou quadrada com dois vértices fixos em nível inferior e dois em pontos superiores), as fibras do tecido que convergem para os pontos superiores resistem caracteristicamente às cargas que agem de cima para baixo – pressões do vento ou peso da neve; enquanto que as fibras que convergem para os pontos inferiores resistirão aos esforços de baixo para cima – vento na sucção. Quanto maior a diferença de cota entre os dois níveis, maior a eficiência no combate a estas cargas.

Materiais utilizados

Os componentes básicos de tensoestruturas são as mantas sintéticas, as cordoalhas de aço, as estruturas de suporte e os elementos de ancoragem e fundação. As mantas são o principal material utilizado para a confecção das tensoestruturas.

Paraboloide Hiperbólica

Em matemática, um paraboloide é uma superfície quádrica de tipo especial. Existem dois tipos de paraboloides: elípticas e hiperbólicas.

O paraboloide hiperbólico (não deve ser confundido com um hiperboloide) é uma superfície duplamente determinada em forma de sela. Em um sistema de coordenadas apropriado, um paraboloide hiperbólico pode ser representado pela equação:

Por c>0, isto é um paraboloide hiperbólico que se abre para baixo ao longo do eixo X e ao longo do eixo dos y (ou seja, a parábola no plano x=0 é aberta para cima e a parábola no plano y=0 abre-se para baixo).

Um exemplo do quotidiano de um paraboloide hiperbólico é o formado de uma batata Pringles. O paraboloide hiperbólico é uma superfície duplamente regrada, ou seja, por cada ponto da superfície passam duas retas totalmente contidas na superfície.

Scotiabank Saddledome 

 O Scotiabank Saddledome é um estádio polidesportivo em Calgary, Alberta, Canadá e situa-se a este do local do famoso rodeo Calgary Stampede. É também conhecido por "The Saddledome" ou ainda "The Dome". Abriu em 15 de Outubro de 1983 com o nome de Olympic Saddledome. É a sede dos Calgary Flames, dos Calgary Roughnecks e dos Calgary Hitmen.

O estádio pode receber 20.100 espectadores, e inclui 76 suítes de luxo, 2 super suítes e 6 restaurantes e bares.

A chamativa cúpula em forma de sela (saddle dome), que dá o seu nome à estrutura, é um parabolóide hiperbólico invertido. Pensa-se que o original desenho deste estádio ainda detém o título mundial de maior cúpula de cimento em forma de parabolóide hiperbólico. O Saddledome constitui um círculo com um raio de 67.7 m. Construído usando painéis de cimento, o telhado tem um vão de 122 metros que cobre 12.000 metros quadrados, mas tem uma grossura de apenas 60 centímetros.

A instalação foi projetada por Graham McCourt Architects. O telhado do edifício foi projetado para ser um parabolóide hiperbólico reverso, permitindo uma vista livre de pilar em todos os assentos e reduzindo o volume interior em até um terço enquanto comparado com arenas tradicionais, resultando em valores reduzidos em aquecimento, iluminação e custos de manutenção, além do teto flutuante capaz de flexionar para compensar as variações de temperatura freqüentes da cidade. Quando o projeto foi apresentado, o telhado foi imediatamente comparado a uma de sela. Dos 1.270 sugestões para em um concurso para nomear a arena, 735 envolveu a palavra Saddle (sela em inglês). O nome vencedor do concurso foi Saddledome Olímpico.

Os designers ganharam vários prêmios de arquitetura e engenharia com o seu trabalho no Saddledome, e foram homenageados pelo Real Architectural Institute of Canadaem em sua celebração do milênio da arquitetura em 2000. A partir de 2008, o Saddledome ainda foi relatado como o titular do recorde mundial para o vão mais longo abrangendo parabolóide hiperbólico em concha de concreto. O Saddledome foi destaque na capa da revista Time em 27 de Setembro de 1987, para um artigo sobre a cidade de Calgary e os próximos Jogos Olímpicos de 1988.

Tendas

Em termos de funções arquitetônicas a origem das estruturas de membrana tensionadas se encontra nas tendas e nos toldos tradicionais. Reconhece-se por meio de representações e descrições arquitetônicas muitos teatros e anfiteatros romanos que eram feitos de velaria produzida a partir de linhas de tecido.
As tendas feitas de peles de animais ou materiais tramados foram usadas ao longo da história e têm sido utilizadas pelo mundo inteiro, particularmente em sociedades nômades que necessitam de coberturas portáteis. Exemplos de tendas passadas incluem as tribos nativas americanas, os abrigos mongóis, a "black tent" utilizada pelos povos nômades no Saara, Arábia e Irã.

Hoje, os tecidos são materiais compostos de fibras naturais ou artificiais, entrelaçadas nas duas direções perpendiculares entre si, de forma a atingirem um grau de resistência, translucidez ou impermeabilidade desejados. Os tecidos estruturais artificiais, alem das fibras, recebem varias camadas de revestimentos, em ambas as faces, que lhes conferem características adicionais e valiosas tais como: resistência aos raios UV, resistência aos fungos, não propagação de chamas, maior ou menor translucidez ou refletividade, etc.
Para a confecção das coberturas tensionadas são utilizados dois tipos básicos de tecidos estruturais: os tecidos em fibras de poliéster e revestidos de PVC (também denominados de PVC-PES), e os de PTFE – fibras de vidro revestidos com um polímero à base de flúor. Poli-Tetra-Flúor-Etileno.
Os tecidos do tipo PVC-PES são os mais comuns, mais fáceis de trabalhar em fábrica e no campo, mais baratos e tem a durabilidade media em torno dos 10 anos, para os bons produtos. Estes tipos de tecido podem ainda receber um acabamento superior de PVDF, aumentando suas qualidades de aparência e durabilidade para até 20 anos.
Por outro lado, os tecidos em fibra de vidro revestidos de PTFE, são mais sofisticados, têm maior durabilidade (no mínimo 15 anos até 25 ou 30 anos de garantia), oferecem maior resistência à intempérie e aos esforços externos. Entretanto, a fabricação e o manuseio destes tecidos requerem maior delicadeza, conseqüentemente mão de obra especializada, pois as fibras componentes são quebradiças. Cuidado todo especial deve ser tomado no  transporte e na montagem. 
         

Estádio Único Ciudad de La Plata

O Estadio Único Ciudad de La Plata, que ganhou o primeiro lugar num concurso nacional, projeta tanto através de seu nome, como em sua concepção formal, o seu papel de um estádio que é compartilhado pelos dois principais clubes de futebol de La Plata.

A qualidade das paisagens e ambientes urbanos possui uma influência direta na qualidade de vida dos cidadãos que são impactados pela arquitetura e o desenho da cidade.  Este é o motivo pelo qual o projeto Estadio Ciudad de La Plata está em sintonia com o tema da Biennal: “Architecture for All: Building Citizenship.” (Arquitetura para Todos: Construindo a Cidadania).
Se nesta edição a prioridade é “destacar os cidadãos que vivem, criam, têm famílias, estudam, trabalham, produzem, andam, sentem e experimentam emoções onde a arquitetura e o urbanismo são uma presença constante” pode-se dizer que o Estádio é um fórum coletivo que permite aos cidadãos se encontrarem num equipamento, cujas dimensões refletem e convirjam com sua cidade e região.

A forma do estádio é determinada pela intersecção de duas circunferências, criando dois centro/setores simbolizando os dois clubes que utilizam o espaço sem perder suas identidades visuais. Aterrado e compactado com solo do próprio local, apoio das arquibancadas em concreto branco.                       

O projeto solicita uma cobertura e um sistema de gramado portátil, comprometida com um equipamento multifuncional que permitirá a realização de eventos e competições sob qualquer condição meteorológica.

Cobertura: 240 m de comprimento e 180 m de largura; Barras de metais suspensas por uma rede triangular protendida de cabos de aço; Cobertas por uma membrana translúcida - malha de fibra de vidro com cobertura de Teflon; Anel de compressão com treliça de tubos de aço conectados a terra por 46 suspensórios.

A arquibancada para 40000 espectadores, loca diferentes categorias de assentos e áreas restritas para a imprensa e autoridades.

Os estandes ficam em aterros que exploram o solo onde o estádio está localizado, como suas fundações. Isto produz uma mudança na topografia, criando um novo tipo de desenho no qual a horizontalidade dá lugar a uma série de ondulações que, se estendem para cima, moldando as rotas de acesso do estádio.

O projeto inteiro é integrado num amplo Parque Urbano, incluindo áreas de estacionamento encontradas em grandes áreas arborizadas, que fazem parte de toda a instalação. As zonas de estacionamentos para ônibus e helicópteros garantem acessibilidade para todas as pessoas.

Bibliografia:

http://www.scotiabanksaddledome.com/site/saddledome/
http://pt.wikipedia.org/wiki/Scotiabank_Saddledome
http://en.wikipedia.org/wiki/Scotiabank_Saddledome
http://www.estadiolp.gba.gov.ar/
http://pt.wikipedia.org/wiki/Est%C3%A1dio_Ciudad_de_La_Plata
http://www.archdaily.com.br/br/01-38533/estadio-unico-ciudad-de-la-plata-roberto-ferreira-e-arquitectos-asociados
http://pt.wikipedia.org/wiki/Paraboloide
www.arq.ufsc.br/arq5661/trabalhos.../tensoestruturas/Tensoestruturas.doc