Coberturas - Civil UMinho

CAPÍTULO III
FORMAS DE COBERTURAS
3.1
INTRODUÇÃO
As coberturas têm por missão proteger as construções da chuva, do vento, neve do calor e do frio.
Estas deverão proporcionar ainda o conforto térmico, segurança ao fogo, segurança estrutural e segurança
contra intrusão. Segundo a sua forma de inclinação exercem uma influência essencial sobre o aspecto do
conjunto de um edifício.
As formas usuais de cobertura são as inclinadas e planas. As inclinadas podem ser de uma vertente,
duas águas e quatro águas.
Com o progressivo desaparecimento da antiguidade artesanal da construção no séc. XIX, foi-se
perdendo também o aspecto homogéneo dos telhados e coberturas. As novas possibilidades técnicas e
novos materiais proporcionaram a actual multiplicidade dos mais diversos corpos de edificação,
traduzindo-se pela forma, inclinação e materiais.
As coberturas de grandes dimensões conduzem a soluções arquitectónicas específicas, que devem
ser caracterizadas pela pequena incidência do peso próprio, relativamente às restantes acções actuantes.
Enquanto que para vãos de dimensões reduzidas a diferença entre os dispêndios de energia necessários para
as várias soluções possíveis é pequena, para os de grande dimensão essa diferença assume valores muito
importantes. Daqui resulta que as leis de geração das formas já não podem ser apercebidas apenas pela
aplicação da geometria: exigem também o respeito pelas regras da mecânica. Sobre o projectista recai pois
a importante tarefa de concepção de formas que respeitem as limitações dos sistemas estruturais e dos
materiais construtivos, na medida em que estes são factores determinantes do comportamento e aptidão das
soluções.
É na forma que reside o problema básico da concepção de uma cobertura de grande vão e que sem
complexos problemas de análise estrutural, é possível realizar o seu estudo garantindo a liberdade
conceptual e assegurando a coerência das soluções aos princípios básicos da mecânica.
Pretende-se restituir ao projectista a liberdade criativa sem prejuízo da eficácia das soluções, através
de metodologias que revitalizem a sua indispensável capacidade de síntese nas equipas pluridisciplinares de
projecto e que o sensibilizem para o comportamento físico dos sistemas.
3.2
3.2.1
CONSTRUÇÕES / COBERTURAS PRIMITIVAS
Pré-história
Das mais remotas eras da pré-história até aos nossos dias, por toda a parte, o homem procurou
quaisquer refúgios para se proteger contra os rigores do clima e das intempéries, o frio, a neve, a chuva, o
vento, o sol, as inundações, e contra o terror da noite e os ataques de animais ferozes e porventura gentes
inimigas. Esses refúgios ou abrigos apresentam-se sob formas diversas, conforme as condições do ambiente
natural, e os recursos ou materiais que este fornece. Em certos casos e regiões onde isso é possível, eles são
utilizados tal como se encontram na Natureza, sem quaisquer modificações ou arranjos, merecendo por isso
o nome de abrigo naturais; em geral, porém, esses abrigos naturais foram mais ou menos sumariamente
melhorados, com vista ao aumento ou mais perfeito resguardo do espaço abrigado, merecendo então o
nome (que os distingue e relaciona com os anteriores) de abrigos semi-naturais. Noutros casos, quiçá mais
frequentes e gerais, em que a inteligência e o engenho humanos já intervêm activamente numa escala
progressiva, que a partir de um primeiro balbuciar rudimentar preludia as construções de maior vulto, esses
refúgios são inteiramente feitos pelo Homem, merecendo por isso o nome de abrigos artificiais.
- III.1 -
Figura III.1 - Construção sob rochedo em Monsanto da Beira
Figura III.2 - Abrigo cavado na rocha Serra do Soajo
Figura III.3 - Choupana do tipo de cobertura parede em materiais vegetais em Prime, Viseu
- III.2 -
Figura III.4 - Velha cabana que contrasta com os novos edifícios na Quarteira, Loulé, mas mantendo sempre a mesma forma
tradicional de cobertura (inclinação de 2 águas) apenas materiais diferentes.
3.3
COBERTURAS MAIS ELABORADAS
Nesta época já encontramos, construções com uma forma arquitectónica totalmente diferente. Os
materiais de construção já são outros, e a execução técnica já é mais evoluída. O projectista nesta época não
se preocupa unicamente com a sua funcionalidade, mas também com a beleza do edifício (cobertura).
- III.3 -
Figura III.5 - Basílica de Santo António, em Pádua Itália. Mantendo a forma tradicional de cobertura, verifica-se alguma evolução /
desenvolvimento nestas formas, introduzindo cúpulas. Em Pádua Itália (Sec. XIII-XIV)
Figura III.6 - Igreja Unitária, em Madison, Wisconsin (1951). Alguma complexidade na forma da cobertura.
- III.4 -
3.4
FORMAS ESCULTÓRICAS DE COBERTURAS
Figura III.7 - Mercado de Royan – 1956.
Figura III.8 - Clube “Tachira”, Caracas - 1957.
Figura III.9 - Terminal aéreo de St. Louis – 1954.
- III.5 -
Figura III.10 - Terminal aéreo de St. Louis – 1954.
Cobertura composta por três abóbadas de arestas independentes possuindo cada uma delas 36,6 m de
vãos e 10 m de flecha. Cada uma das abóbadas resulta da intersecção de quatro cascas cilíndricas de 11,5
cm de espessura, reforçadas por arcos dispostos ao longo das intersecções no extradorso da cobertura,
excepto junto aos apoios.
3.5
COBERTURAS TRACCIONADAS
Figura III.11 - Arena de raleigh – 1953.
Cobertura em superfície de dupla curvatura inversa construída por uma rede formada por duas
famílias de cabos.
- III.6 -
Figura III.12 - Aeroporto de Dulles – 1962.
3.6
COBERTURAS PNEUMÁTICAS – ALGUMAS FORMAS POSSÍVEIS
Figura III. 13 - Pentadome, Andrews – 1958.
- III.7 -
Figura III. 14 - Atoms for Peace – 1958.
Figura III. 15 - Pista de hóquei da Universidade de Yale, New Haven – 1958.
Cobertura composta por duas superfícies de dupla curvatura inversa, em rede de cabos, montadas
simetricamente sobre um arco central parabólico de betão armado com 67 m de vão.
3.7
CÚPULAS
Relativamente às cúpulas reticuladas espaciais as que mais aceitação têm merecido nas últimas
quatro décadas são as nervuradas, as Schwedler, as grelha, as geodésicas e as de lamelas.
Seguem-se algumas formas destes tipos de coberturas:
Figura III.16 - Centro de recreio de Swidon – 1975.
- III.8 -
Centro de recreio de Swidon: sala circular coberta por uma cúpula nervura da com 45 m de diâmetro
totalmente transparente, constituída por 48 arcos, em perfis tubulares de alumínio.
Figura III.17 - Discovery Dome, Londres – 1951 – Tipo grelha de malha quadrada.
Figura III.18 - Cobertura do “Spruce Goose”, Califórnia - 1954
- III.9 -
Figura III.19 - Palácio dos desportos, México – 1968.
Figura III.20 - Cúpula tipo “Kaiser”, Honolulu – 1957 – tipo lamelas.
- III.10 -
Figura III.21 - Astrodome, Houston – 1964 – tipo lamelas.
3.8
ACTUALIDADE
Maior evolução associada ao estudo das formas em função do objectivo a que vai servir o edifício.
A tecnologia de construção de hoje, é bastante evoluída. Devido ao aparecimento de novos materiais de
construção é possível construir edifícios de grandes vão.
Figura III.22 – Cobertura de Armazém de material Radioactivo
É uma vasta torre abobadada de betão e aço, concebida para guardar qualquer material radioactivo
em caso de fuga e para resistir a qualquer perigo externo, como um terremoto ou o despenhamento de um
avião.
Servindo assim como um edifício de construção, tem 64 m de altura e 45.7 de diâmetro.
- III.11 -
Figura III.23 – Sede do governo regional de Marselha
É a sede do governo regional de Marselha, na França. Representa um símbolo da cidade, é um
edifício conhecido pelo nome de “Le Grand Bleu”, pela sua cor forte e a invulgaridade das formas que
produzem um impressão duradoura, mas trata-se ao mesmo tempo de um projecto funcional. A sua
concepção corresponde aos desafios do clima local – ventos fortes, que podem provocar tensões nocivas na
estrutura do edifício, e o sol meridional de luz ofuscante. Tendo em consideração o clima, Marselha é
fustigada por fortes ventos de pontos opostos. A configuração do edifício destina-se a desviar esses ventos.
Há também anteparos para proteger o átrio e as galerias da luz directa do sol.
Figura III.24 – Corte do edifício do governo regional de Marselha.
Hoje em dia, graças à grande evolução tecnológica, não só dos programas computorizados
denominados CAD (Computer Aided Design) que constituem instrumentos úteis para delinear pormenores
de estruturas complexos, como cobertura do terminal de Kansai; assim com a existência de novo materiais,
mais leves e com a mesma ou maior resistência que os materiais mais primitivos / tradicionais, permite a
elaboração de formas de coberturas complexas, não só funcionais e envolventes com o edifício, como mais
estéticas e também maiores vãos.
- III.12 -
Figura III.25 - Palácio dos Desportos, Roma – 1960.
Figura III.26 - Aeroporto internacional de Kansaai, afastado cerca de 5 km da costa de honshu, a principal ilha do Japão
- III.13 -
Figura III.27 - Pavilhão dos Desportos na Irland Revenue Center, em Nottingham, Inglaterra.
No nosso país, tivemos recentemente a EXPO 98 na qual foram construídos vários edifícios
(pavilhões de exposições) com coberturas complexas.
Figura III.28 - Pavilhão da Expo 98
- III.14 -
Figura III.29 - Pavilhão Atlântico
Figura III.30 - Parque das Nações
- III.15 -
Figura III.31 - Pala do Pavilhão de Portugal - Expo 98
Figura III.32 - Parlamento Europeu – Como podemos verificar trata-se de um edifício com uma grande execução técnica. Os
projectistas dão uso à imaginação, fazendo de um edifício uma obra de arte.
- III.16 -
Necessidade de grandes espaços cobertos como é o caso dos pavilhões industriais e os estádios.
Figura III.33 – Pavilhões Industriais
- III.17 -
Figura III.34 - Estádio de França em St. Denis
3.9
FUTURAS CONSTRUÇÕES
De realçar, que devido ao grande evento desportivo que o nosso país vai receber em 2004 – Euro
2004, alguns estádios vão sofrer remodelações a vários níveis. De destacar as formas das coberturas, sendo
estas o objecto do nosso estudo.
Figura III.35 - Futuros estádios Portugueses
- III.18 -
Figura III.36 - Futuro estádio
Figura III.37 - Futuros estádios do Futebol clube do Porto e do Sport Lisboa e Benfica
- III.19 -
3.10 FORMA MAIS USUAIS (MAIS VULGARES) DE COBERTURAS
Cobertura em dente de serra
Cobertura simples ou de uma vertente
Cobertura de duas águas
Cobertura de rincão
Cobertura com águas quebradas
Cobertura com rincões quebrados
Cobertura complexa
Figura III.38 – Formas usuais de coberturas
- III.20 -
3.11 CONCLUSÃO
Em virtude das formas de coberturas estarem associadas à geometria/desenho, um dos limites destas
formas são os materiais constituintes (resistências mecânicas e aplicação) e os vãos que as coberturas têm
de vencer; concluímos que é a imaginação de quem projecta os edifícios (coberturas) que limita essas
formas.
Portanto, consideramos que existe uma diversidade enorme de formas de cobertura. E que para o
futuro teremos edifícios (coberturas) com maiores execuções técnicas devido ao aparecimento de novos
matérias, pelo que as estruturas de hoje, deixarão de ser novidade amanhã.
Podemos também concluir que as estruturas de grande vão são as mais instintas, e estas, geralmente,
apresentam as mais diversas formas, tornando estas estruturas as mais admiráveis, por serem de um grande
interesse arquitectónico e da mais complexa execução técnica.
- III.21 -