Sobre o projeto
Utilizando o REVIT para toda a elaboração de desenhos, a partilha exaustiva de ficheiros CAD e a gestão do fluxo de trabalho, a CRAFT conseguiu tirar partido da ferramenta (e da sua integração com o RFEM) para configurar o seu modelo estrutural com base na análise estrutural.
A equipa também queria realizar o projeto de ligações no RFEM, mas este não suportava um projeto de junta tão complexo. Por isso, recorreram ao IDEA StatiCa.
As pessoas geralmente recorrem ao SolidWorks ou Fusion 360 para configurar os seus próprios cálculos. Mas frequentemente ignoram quanto tempo e esforço isso exige. O IDEA StatiCa fornece funções de modelação de fabrico e ligações muito bem definidas, bem como a flexibilidade para criar secções personalizadas em termos de elementos de enrijecimento. Também oferece um sistema perfeito para realizar verificações normativas em elementos estruturais, permitindo que se concentre apenas na resolução de problemas de projeto.
Trevor Chou
Engenheiro de Projeto – CRAFT Engineering Studio
Estados Unidos
Com uma altura média de piso de 10 pés (3 m), o pórtico de momento de dois pisos é composto por dois vãos de 21 pés (6,4 m) e 14 pés (4,3 m).
O arquiteto projetou uma estrutura de "soft-story" (piso flexível) para deixar um espaço completamente aberto na zona da varanda, sem contraventamentos ou apoios estruturais visíveis. Assim, a equipa teve de projetar uma estrutura de varanda sem escoramento e com corte térmico, para a qual optaram por combinar um pórtico de momento com vigas de madeira laminada multi-LVL de grande altura, intersectadas com vigas "flitch" ortogonais, formando as consolas e os vãos adjacentes.
A junta nodal de aço resultante foi projetada para resistir a forças e momentos nos dois eixos ortogonais. Inicialmente, pretendiam utilizar um núcleo central de secção tubular, mas verificou-se que este não conseguia resistir aos elevados momentos provenientes da viga do pórtico de momento devido à rigidez insuficiente fora do plano nas paredes da secção tubular.
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 nó em perfil de abas largas, pois cria uma grande continuidade em ambos os eixos ortogonais e permite uma transição suave de forças entre elementos.
Trevor Chou
Engenheiro de Projeto – CRAFT Engineering Studio
Estados Unidos
A junta de aço foi reprojetada com uma secção de aba larga para preservar a continuidade em ambos os eixos, garantindo simultaneamente uma transmissão mais direta das forças e momentos para o centro do núcleo.
Além disso, os elementos da varanda exigiam que o aço passasse continuamente através da linha térmica do edifício, pelo que a equipa incluiu uma almofada de corte térmico (feita de um material personalizado) para reduzir os riscos de perda de calor e condensação.
Utilizaram o Dlubal RFEM para analisar e projetar os elementos estruturais e o IDEA StatiCa para projetar ligações complexas em múltiplos materiais.
IDEA StatiCa tem a flexibilidade de criar materiais e elementos personalizados com geometrias complexas e modelos para ligações madeira-aço, o que reduziu significativamente o tempo necessário para configurar o modelo.
Trevor Chou
Engenheiro de Projeto – CRAFT Engineering Studio
Estados Unidos
Desafios de engenharia
Os desafios neste projeto foram muitos.
Como já vimos, além de o edifício estar situado no topo de uma falésia escarpada e precisar de resistir a ventos fortes sem paredes de contraventamento ou escoras, para complicar ainda mais as coisas, a varanda sem escoramento e com corte térmico introduziu uma segunda direção de projeto ortogonal ao pórtico de momento 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 estava a trabalhar com uma topologia de edifício do tipo aço, com o objetivo de realizar o máximo possível em madeira estrutural.
Embora o projeto de ligações em madeira não fosse suportado pelo IDEA StatiCa, a ferramenta conseguiu fornecer as forças de saída em posições específicas dos parafusos. A equipa pôde então transferir facilmente estes resultados para a sua folha de cálculo interna de projeto (para verificações de esmagamento de parafusos conforme a normalização da madeira), de modo a verificar a distribuição da força e, em seguida, concluir o projeto estrutural da ligação.
Isto permitiu-nos criar rapidamente prototípagens das ligações no IDEA StatiCa – alterando o tamanho dos parafusos, o espaçamento e as disposições em matriz, etc. – e, em seguida, obter facilmente as forças revistas nos parafusos para exportação para as nossas próprias folhas de cálculo.
Martyn Sheard
Engenheiro de Projeto Sénior – CRAFT Engineering Studio
Estados Unidos
Soluções e Resultados
Concluída em 2022, a casa unifamiliar de dois pisos em Martha's Vineyard é um exemplo impressionante de excelência no projeto arquitetónico e estrutural.
Através da utilização do software IDEA StatiCa e de uma estreita colaboração com o arquiteto, o consultor térmico e o fabricante, a CRAFT conseguiu evoluir com sucesso de uma estrutura totalmente em aço para uma solução híbrida em madeira, reduzindo a quantidade de aço necessária e mantendo a estrutura do edifício em linha com a construção tradicional local.
Sobre a 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 projetos existentes) residenciais, comerciais e especiais, em materiais tradicionais e não tradicionais.
Um gabinete de engenharia estrutural visionário, a equipa da CRAFT é apaixonada pelo diálogo contínuo 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 projeto estrutural – perfeitas para arquitetos e projetistas que procuram novas abordagens na entrega de projetos de engenharia estrutural.
Como Engenheiro de Projeto, Trevor Chou traz a sua experiência na realização de projeto e análise estrutural para edifícios de grande altura e habitação comercial (segundo os códigos de construção dos EUA e da China) e é apaixonado por integrar o seu conhecimento de arquitetura e engenharia.
Martyn Sheard é Engenheiro de Projeto Sénior na empresa e tem doze anos de experiência em projeto e gestão de projetos numa grande variedade de tipos e escalas de projetos, com particular interesse na engenharia de estruturas de madeira maciça.
Martyn Sheard e Trevor Chou foram os 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 para conquistar o prémio.
Saiba o que os engenheiros dizem sobre o projeto
Construção de casa unifamiliar
Construção de casa unifamiliar
Construção de casa unifamiliar
Detalhe de ligação
Construção de casa unifamiliar
Detalhe da ligação
Detalhe do modelo de ligação
Detalhe do modelo de ligação
