Sobre o projeto
Utilizando o REVIT para toda a elaboração de projetos, partilha exaustiva de ficheiros CAD e gestão de fluxo de trabalho, a CRAFT pôde tirar partido da ferramenta (e da sua integração com o RFEM) para configurar o modelo estrutural com base na análise estrutural.
Pretendiam também realizar o dimensionamento das ligações no RFEM, mas este não suportava um dimensionamento de junta tão complexo. Por isso, recorreram ao IDEA StatiCa.
As pessoas geralmente recorrem ao SolidWorks ou ao Fusion 360 para configurar os seus próprios cálculos. Mas muitas vezes ignoram quanto tempo e esforço isso exige. A IDEA StatiCa disponibiliza funções de modelação de fabrico e ligações muito bem definidas, bem como a flexibilidade para criar secções personalizadas em termos de elementos de enrijecimento. Oferece também um sistema perfeito para realizar verificações normativas em elementos estruturais, permitindo concentrar-se apenas na resolução de problemas de dimensionamento.
Trevor Chou
Engenheiro de Projeto
Com um pé-direito médio de 10 ft (3 m), o pórtico de dois pisos com ligações rígidas é composto por dois vãos de 21 ft (6,4 m) e 14 ft (4,3 m).
O arquiteto projetou uma estrutura de piso flexível de modo a deixar um espaço completamente aberto para a área da varanda, sem contraventamentos ou apoios estruturais visíveis. Assim, a equipa teve de dimensionar uma estrutura de varanda termicamente isolada e sem escoramentos, para a qual optou por combinar um pórtico com ligações rígidas com vigas de madeira LVL múltipla de grande altura, intersectadas com vigas flitch ortogonais, formando os balanços e os vãos de contrabalanço.
A junta de nó em aço resultante foi dimensionada para resistir a forças e momentos nos dois eixos ortogonais. Inicialmente, pretendia-se utilizar um nó central de secção oca, mas verificou-se que este era incapaz de resistir aos elevados momentos provenientes da viga do pórtico, devido à rigidez insuficiente fora do plano nas paredes da secção em caixão.
Tivemos de rever o projeto. Felizmente, a capacidade de visualizar como as forças podem ser transferidas para diferentes elementos no IDEA StatiCa levou-nos a uma solução melhor. Decidimos optar por um perfil de aba larga como nó central, pois cria uma excelente continuidade em ambos os eixos ortogonais e permite uma transição suave de forças entre elementos.
Trevor Chou
Engenheiro de Projeto
A junta de aço foi reprojetada com uma secção de aba larga para garantir a continuidade em ambos os eixos, assegurando simultaneamente uma transmissão mais direta de forças e momentos para o centro do nó.
Adicionalmente, os elementos da varanda exigiam que o aço atravessasse continuamente a linha térmica do edifício, pelo que a equipa incluiu uma junta de rutura térmica (em material personalizado) para reduzir os riscos de perda de calor e condensação.
Utilizaram o Dlubal RFEM para analisar e dimensionar os elementos estruturais e o IDEA StatiCa para dimensionar ligações complexas em múltiplos materiais.
A IDEA StatiCa tem a flexibilidade de criar materiais e elementos personalizados com geometrias complexas e modelos para ligações madeira-aço que reduziram significativamente o tempo necessário para configurar o modelo.
Trevor Chou
Engenheiro de Projeto
Desafios de engenharia
Os desafios neste projeto foram muitos.
Como já foi referido, o edifício estava situado no topo de um penhasco íngreme e tinha de ser capaz de resistir a ventos fortes sem paredes de corte ou contraventamentos; para complicar ainda mais, a varanda termicamente isolada e sem escoramentos introduziu uma segunda direção de dimensionamento ortogonal ao pórtico principal — o que significa que a capacidade de corte, axial e de momento tinha de ser resistida em 2 direções nos pontos nodais.
O projeto original foi concebido como um sistema em aço. Assim, a CRAFT trabalhava com uma tipologia de edifício em aço, com o objetivo de executar o máximo possível em madeira estrutural.
Embora o dimensionamento de ligações em madeira não fosse suportado pelo IDEA StatiCa, a ferramenta conseguia fornecer forças de saída em posições específicas de parafusos. A equipa podia então transferir facilmente esses resultados para a sua folha de cálculo interna (para verificações de esmagamento de parafusos em conformidade com o código da madeira), de modo a verificar a distribuição da força e concluir o dimensionamento estrutural da ligação.
Isto permitiu-nos criar protótipos rápidos das ligações no IDEA StatiCa – alterando o diâmetro dos parafusos, o espaçamento e as disposições em grelha, etc. – e obter facilmente forças revistas nos parafusos para exportação para as nossas próprias folhas de cálculo.
Martyn Sheard
Engenheiro de Projeto Sénior
Soluções e Resultados
Concluída em 2022, a moradia unifamiliar de dois pisos em Martha's Vineyard é um exemplo notável de design arquitetónico e estrutural de excelência.
Através da utilização do software IDEA StatiCa e da estreita colaboração com o arquiteto, o consultor térmico e o fabricante, a CRAFT conseguiu transformar uma estrutura totalmente em aço numa solução híbrida em madeira, reduzindo a quantidade de aço necessária e mantendo a estrutura do edifício em consonância com a construção local tradicional.
Sobre o Craft | Engineering Studio
Com sede em Nova Iorque, a CRAFT presta serviços de consultoria em engenharia estrutural na construção de novos projetos (e na alteração de existentes) residenciais, comerciais e especiais, em materiais tradicionais e não tradicionais.
Um estúdio de engenharia estrutural visionário, a equipa CRAFT é apaixonada pelo diálogo permanente entre a engenharia estrutural e a arquitetura. Combinando a sua experiência e abertura de espírito com as melhores ferramentas computacionais e analíticas, a CRAFT consegue oferecer aos seus clientes soluções eficientes, práticas e inovadoras para o dimensionamento estrutural — ideais para arquitetos e projetistas que procuram novas abordagens na prestação de serviços de engenharia estrutural.
Como Engenheiro de Projeto, Trevor Chou traz a sua experiência no dimensionamento e análise estrutural de edifícios de grande altura e habitação comercial (ao abrigo dos códigos de construção dos EUA e da China), sendo apaixonado pela integração dos seus conhecimentos de arquitetura e engenharia.
Martyn Sheard é Engenheiro de Projeto Sénior na empresa e conta com doze anos de experiência em dimensionamento e gestão de projetos numa vasta gama de tipologias e escalas, com especial interesse na engenharia de estruturas em madeira maciça.
Martyn Sheard e Trevor Chou tornaram-se vencedores da categoria de estruturas de pequena escala no IDEA StatiCa Excellence Award 2021, superando outros 100 participantes na categoria de estruturas de pequena escala.
Saiba o que os engenheiros dizem sobre o projeto
Construção de habitação unifamiliar
Construção de habitação unifamiliar
Construção de habitação unifamiliar
Detalhe da ligação
Construção de habitação unifamiliar
Detalhe da ligação
Detalhe do modelo de ligação
Detalhe do modelo de ligação
