Brasília é considerada um marco de arquitetura e urbanismo. A criação de uma nova capital em tão pouco tempo foi algo inédito e representou uma grande oportunidade para os profissionais na área de construção.
A cidade apresenta aspectos únicos, seja pelo seu formato; seus princípios; suas obras; ou sua estrutura.
O enfoque deste artigo será justamente as principais obras de Brasília, com ênfase especial em suas estruturas de concreto armado.
História de Brasília
Não tem como falar do nascimento de Brasília sem falar do seu idealizador: Juscelino Kubitschek. Quandocandidato à presidênciaem 1955 foi questionado se cumpriria um artigo da Constituição de 1946, segundo o qual a Capital da República seria transferida para a região central do País, no planalto goiano. Este passou a ser o mais importante item da plataforma eleitoral de Juscelino. Eleito, cumpriu a sua promessa e em 21 de abril de 1960, a capital foi oficialmente transferida, numprazo de apenas três anos após as providências iniciais para sua construção.
Foi feito um concurso público para a escolha do responsável pelo planejamento a nova capital. Era uma grande oportunidade para os profissionais da área de urbanismo, onde pela primeira vez seria estudada a integração do homem no ambiente a ser inserido. Havia muita liberdade de trabalho, pois apenas dois dados foram fornecidos: um planalto e um lago artificial – para alteração do clima de predominância seco para um mais ameno.
Lúcio Costa foi o vencedor do concurso. Seu projeto do Plano Piloto era simplesmente da cidade ideal do futuro. Era um projeto sintético, mas que mostrava claramente a sua ideia: adaptação à topografia local; princípios básicos da técnica rodoviária; e separação do tráfego de automóveis do de pedestres.E coube ao já consagrado arquiteto Oscar Niemeyerprojetar os prédios públicos da nova capital.
Estruturas em Brasília
As obras de Brasília possuem muitas realizações importantes na área de engenharia de estruturas, sendo muitas originais e inovadoras para a época. Contudo, alguns detalhamentosse perderam, e hoje são obtidos somente através de pesquisas.
A princípio, apenas o engenheiro Joaquim Cardozo fez os cálculosdas obras concebidas por Oscar Niemeyer. Após o período inicial de três anos, outros arquitetos e engenheiros participaram de importantes projetos.
Sobre o sistema estrutural, houve simultaneamente obras com estrutura de concreto armado, de concreto protendido e de aço. Neste texto serão tratadas as principais estruturas de concreto: Palácio da Alvorada, Palácio do Planalto, Supremo Tribunal Federal, Congresso Nacional, Catedral de Brasília, Palácio do Itamaraty, Palácio da Justiça, Teatro Nacional, o Instituto Central de Ciências da Universidade de Brasília, a Plataforma Superior da Estação Rodoviária, a “Igrejinha” Nossa Senhora de Fátima e o Hospital Sarah Kubitscheck.
O Palácio da Alvorada
O Palácio da Alvorada, junto com o Hotel de Turismo, foi umas das obras pioneiras em Brasília, sendo construído entre 1957 e 1958.
Niemeyer tinha como princípio para esta obra o conceito de leveza, e queria que os suportes conferissem ao edifício tal característica. Para isso, ele e seu calculista tiveram que abandonar as técnicas tradicionais, esquecer as limitações do material, e pensar como se estivesse criando um novo tipo de concreto armado. Para isso, Cardozo criou suportes internos que recebessem a maior parte das cargas, aliviando assim a solicitação dos pilares de fachada, com função estrutural secundária. O desenho dos pilares foi obtido por parábolas do 4º grau:
Y=0,037x4– 0,19x³ + 0,381x² - 0,048x
Pelo seu corte transversal (Figura 1), é possível perceber que as lajes mais pesadas se encontram na parte central do edifício – suportadas pelos pilares internos. Como eles não devem aparecer, foram projetados com a menor seção possível (diâmetro = 30 cm), envoltos num invólucro externo de aço funcionando também como forma.
Figura 1 - Cortes Transversais do Palácio da Alvorada [VASCONCELOS, 1992]
Os pilares da fachada suportam apenas a laje curva de cobertura, que tem seu peso reduzido mais ainda, afinando sua borda para 15 cm. Esta laje é independente da principal, sendo apoiada numa grande viga longitudinal de seção H com grande resistência à torção. Os apoios dos pilares de fachada possuem uma reduzida seção, e ficam soterrados.
Sobre a armação de ambos os tipos de pilares – internos e de fachada – havia um sério problema. Era necessária além da armadura própria, armadura transversal, e isso era praticamente impossível de ser executado, seja pela pequena seção, seja pela sua própria forma (Figura 2). Tal situação foi transferida para a obra para que lá fosse resolvida (1).
Figura 2- Desenho da armadura dos pilares do Palácio da Alvorada [VASCONCELOS, 1992]
Palácio do Planalto e o Supremo Tribunal Federal
Ambos projetados por Oscar Niemeyer,buscavam as mesmas ideias: monumentalidade epilares inusitados – como os meio-pilares do Alvorada, mas em disposição em ângulo reto onde a aresta ficasse na prumada externa – voltada para a Praça dos 3 Poderes no Palácio do Planalto e nas fachadas laterais no Supremo Tribunal Federal. O Palácio do Planalto e o STF foram construídos entre 1958 e 1960.
No Palácio do Planalto, os pilares internos recebem a maior carga – dos três pavimentos – e os pilares de fachada recebem apenas a carga da laje de cobertura. Esta laje é do tipo nervurado em caixão perdido, que assim como a do Alvorada, diminui sua espessura em direção à borda. Para isso, as nervuras nessa região foram concebidas em balanço, a fim de evitar vigas altas na linha dos pilares. As seções transversais no topo e na base desses pilares são muito reduzidas, de modo de que havia um percentual maior de aço do que de concreto. Para evitar que o concreto se separasse do aço, Joaquim Cardoso propôs soldar à barra principal uma hélice com fio fino, aumentando assim a aderência entre os dois materiais (Figura 3).
Figura 3 - Seção na base dos pilares de fachada no Palácio do Planalto e Cintamento em cada barra [VASCONCELOS, 1992]
Outro problema nessa obra foi quanto à impermeabilização da cobertura. Foi previsto um lençol de chumbo coberto por uma camada de argamassa que seria o suporte do acabamento final, com a borda da fachada recoberta de placas de mármore. Mas houve uma grande flecha (30 cm) invertendo o caimento. Para resolver, foi necessário engrossar o revestimento, o que acabou por agravar o problema, que por sua vez deslizavam sobre o colchão de chumbo e empurravam as placas de mármore. A solução foi fixar as placas por chumbadores.
O prédio do Supremo Tribunal Federal é similar aos outros dois palácios: pilares externos com formas parecidas e função estrutural secundária, recebendo carga apenas da cobertura e da parte externa da primeira laje. O funcionamento da parte estrutural é bastante semelhante ao do Palácio do Planalto: sistema de concreto armado.
Congresso Nacional
O congresso Nacional, projetado por Oscar Niemeyer, calculado por Joaquim Cardozo e construído entre 1958 e 1960, possui formas e dimensões fora dos padrões, o que ajudou a conferir à obra seu caráter de monumentalidade.
É composto por cinco volumes – duas torres, uma cúpula virada para baixo, uma cúpula virada para cima e um volume horizontal. As torres são de estrutura metálica e foram construídas para serem os prédios mais altos do Plano Piloto com 28 andares. Os demais volumes são de concreto armado.
A cúpula virada para baixo é o Senado Federal. É uma típica cúpula de cobertura que vence um vão de 39 metros. Sua forma é de um paraboloide de revolução apoiado sobre as vigas da grande plataforma da cobertura.
Já a cúpula invertida abriga a Câmara dos Deputados. Possui 62 metros de cobertura e 30,70 metros na base, que se apoia em um anel de compressão engastado à malha de vigas da laje do volume horizontal. É um conjunto constituído – enumerando-se de baixo para cima – de uma casca limitada pela superfície de uma zona de elipsoide de revolução, abaixo do equador; tangente a esta primeira está uma segunda, limitada pela superfície de um tronco de cone invertido; no ponto de tangência das duas.Para sustentar o forro do plenário da Câmara, insere-se uma terceira casca limitada por uma calota esférica. Sua concepção estrutural foi a de anéis de aço sob a forma de vergalhões embutidos no concreto (Figura 4).
Figura 4 - Corte transversal da Câmara dos Deputados [INOJOSA, 2010]
As duas cúpulas estão apoiadas na laje do volume horizontal, chamada de Esplanada por Niemeyer. Esta, por sua vez está sustentada por um conjunto de pilares e por paredes de concreto no nível logo abaixo da cúpula invertida, que faz o fechamento do plenário. Suas vigas possuem altura variável, entre 40 cm nas extremidades e 2 m onde se apoia o anel de compressão. Nesse ponto de maior altura, as vigas são aproveitadas para formar as galerias de imprensa do plenário e os corredores que interligam as duas casas (2).
Catedral de Brasília
Projetada por Oscar Niemeyer, calculada por Joaquim Cardozo e construída entre 1959 e 1970, a arquitetura da Catedral é praticamente a sua estrutura – 16 colunas em concreto armado com forma de foice.
Sua fundação é composta por 16 tubulões com 28 metros de profundidade, de onde nascem os 16 pilares que suportam um anel de tração com 60 metros de diâmetro, separados por placas de neoprene. Do anel, saem as 16 colunas que caracterizam a Catedral (figura 5). À medida que sobem, vão se encurvando e aumentando sua seção, que é triangular. Numa altura de 20 metros, as colunas se encontram, apresentando sua seção máxima. Nesse encontro há um anel de compressão (Ø 13 metros) embutido que impede que as colunas se fechem. A partir daí, as colunas voltam a se afastar e afilar para cima, terminando pontiagudos (Ø 23 metros).
Figura 5 - Estrutura de escoramento dos pilares [MAGALHÃES, 2001]
É importante frisar que cada pilar funciona como uma peça curva, articulada na base – anulando então a transmissão de momento fletor para o anel de tração e possibilitando sua seção reduzida neste apoio - e na altura de 20 metros, onde há o encontro das colunas (Figura 6).
Figura 6 - Diagrama de forças cortantes no eixo Y - SAP 2000 e Momentos fletores máximos - SAP 2000 [PESSOA, 2002]
Há ainda uma laje superior, mas que funciona apenas como cobertura e não tem função estrutural. O suporte dos vitrais é estruturado por treliças de aço tridimensionais, fixadas por barras de aço às colunas de concreto. A estrutura do espelho d´água que circunda a Catedral é de concreto protendido e só foi realizada dez anos após o início das obras (3).
A concretagem dos pilares foi realizada em segmentos de quatro metros. O concreto era lançado através de guindastes e dosado na própria obra. Quanto à armadura longitudinal, na seção mais próxima do anel inferior, havia cerca de 70 barras de uma polegada de diâmetro, aço CAT-50 (não mais produzido). Conforme a seção do pilar variava, havia um aumento da quantidade de barras, chegando a ter mais de 90 barras. Assim, como os vergalhões tinham sido unidos com solda de topo, não era possível haver trespasse, segundo o arquiteto Carlos Magalhães. O cobrimento de concreto era de cerca de 2 cm, prevendo o uso de espaçadores.
Palácio do Itamaraty
O Palácio do Itamaraty, projetado por Oscar Niemeyer, com participação de Milton Ramos e calculado por Joaquim Cardozo, é um dos três prédios que formam o conjunto do Ministério das Relações Exteriores. Foi construído entre 1963 e 1970.
Sua estrutura chama a atenção tanto externa quanto internamente. A arcada do lado externo aparenta ser independente da “caixa de vidro” que é o volume interno. Em cada fachada, há 12 arcos plenos com raios idênticos (R = 2,80 m) arrematados com dois arcos ligeiramente menores (R = 2,497 m, devido ao ajuste com o pilar de extremidade, inclinado 45º em relação aos demais) em cada lado, totalizando 14 arcos e criando uma planta quadrada de 84 m x 84 m com 17,57 m de altura. Toda essa estrutura é de concreto armado e possui uma função estrutural secundária. Possui 15 pilares em cada fachada, com 6 m distantes entre si, e apresenta seção transversal trapezoidal de dimensões: B = 0,40 m; b=0,05 m e h=1,50 m (4).
Internamente, o destaque se dá para os grandes vãos vencidos pelas vigas em direção Leste-Oeste (Pórtico A) – 36 m na cobertura e 30 m nos demais pavimentos - e a pouca altura destas vigas – 1,20 m e 0,70 m, respectivamente. Na direção Norte-Sul (Pórtico B) foram concebidas vigas faixa, sobre as quais se apoiam as vigas Leste-Oeste .
A seguir, segundo as análises de Evaristo Santos, os diagramas de momentos fletores dos pórticos A e B (figura 7). Nas vigas, o momento positivo máximo foi de 855 kN.m e o negativo 619 kN.m. Nos pilares, o momento máximo foi de 305 kN.m, no topo dos pilares dos arcos da fachada (Pórtico B).
Figura 7 - Diagrama de momentos fletores nas vigas do Pórtico A e B - SAP2000 [SANTOS, 2004]
Os diagramas de forças cortantes dos pórticos A e B são mostrados na Figura 8. Os valores máximos de cortantes nas vigas foram 166 kN, no Pórtico A, e 846 kN no Pórticos B. Nos pilares, a força cortante máxima foi 27 kN, muito inferior às vigas.
Figura 8 - Diagrama de forças cortantes no Pórtico A e B - SAP2000 [SANTOS, 2004]
A escada helicoidal também é um elemento que se destaca. Feita em concreto aparente, possui uma viga central que sustenta os degraus com laterais em balanço. Uma estrutura helicoidal apresenta seis graus de hiperestaticidade, por existirem seis reações desconhecidas em um primeiro momento. São elas: força na direção axial, força na direção vertical, força na direção radial, momento torçor, momento fletor vertical e momento fletor radial (Figura 9).
Figura 9 - Hiperestáticos a determinar em uma estrutura helicoidal: em vista lateral (a); em vista superior (b) [ALGHAMDI, 1992]
O esforço de torção da escada é importante. Ele ocorre tangente à linha que representa o eixo da estrutura helicoidal inclinada, paralelo ao esforço Normal. A torção é um esforço que ao longo da estrutura possui comportamento antissimétrico com valor nulo na seção de simetria da estrutura e variações de sinal ao longo do comprimento da escada (5).
Palácio da Justiça
O Palácio da Justiça, construído entre 1962 e 1970, se assemelha ao Palácio do Itamaraty em vários aspectos – também projetado por Oscar Niemeyer, suas fachadas em concreto aparente abrigam o volume interior envidraçado. Entretanto, neste edifício, cada fachada possui uma aparência diferente.
O palácio possui forma retangular em planta com 84 m x 75 m de lados, tem cinco pavimentos e um subsolo (6). Sua fachada principal, ao sul, é caracterizada pelos nove semiarcos interligando pilares esbeltos com espaçamento de 6,50 m entre eles. Entre esses pilares se encontram seis cascatas, em balanço, em vários níveis, que jorram água para o espelho d’água abaixo, entre o jardim aquático projetado por Burle Marx.
A fachada oeste é composta por “brise-soleil” formada por lâminas de concreto armado com dimensões e ângulos variáveis. Sua função é de impedir a incidência direta de radiação solar no edifício.
Já a fachada leste, por não ser tão prejudicada por fatores externos, é extremamente aberta, com sete pilares retangulares esbeltos, com espaçamento de 13 m.
A face norte corresponde à fachada posterior do palácio, e é composta por nove arcos plenos entre os pilares, com espaçamento de 6,50 m, assim como a fachada principal.
O volume interno abrigado pelas fachadas externas constitui de fato o Palácio da Justiça, apresentando a forma de um quadrado com 61,1 m de lado. Sua solução estrutural utilizada até o 5º pavimento foi, na maioria, de lajes nervuradas (vencendo 13 m de vão), vigas e vigas-faixa em concreto armado. Para a cobertura, com maior área por abranger o limite externo das fachadas (84,50 m x 75,10 m), a solução estrutural adotada foi o uso de vigas contínuas no sentido norte-sul (seção 15 cm x 70 cm) com comprimento de 75,10 m, apoiadas em vigas-faixas no sentido leste-oeste (seção 85-115 cm x 50 cm), lançadas sobre as linhas de pilares e com comprimento total de 84,50 m, vencendo até 13 m de vão (Figura 10).
Figura 10 - Planta de formas da cobertura do Palácio da Justiça [MOREIRA, 2007]
Teatro Nacional
O Teatro Nacional Cláudio Santoro fica localizado no Setor Cultural Norte, fazendo parte do Conjunto Cultural da República. Obra de Oscar Niemeyer, foi calculado por Bruno Contarini. Sua construção teve inicio em julho de 1960, com prazo de entrega para janeiro de 1961.
O teatro possui três salas de espetáculos: sala Villa-Lobos (1307 poltronas), sala Martins Pena (437 poltronas) e sala Alberto Nepomuceno (97 poltronas). Ainda há galerias, foyer e mezaninos (7).
A forma do teatro é a de tronco de pirâmide. Sua estrutura principal, em concreto protendido, é definida por quatro vigas (A, B,C,D) localizadas nas arestas dessa forma, que por sua vez se apoiam em quatro pilares principais (1,2,3,4)(Figura 11).
Figura 11 - Vista superior da estrutura principal do Teatro [SOUZA, 2009]
As fachadas leste e oeste são constituídas por vigas inclinadas de até 72 m de comprimento e 50 cm de largura, que atuam como suporte para os elementos de fechamento e vedação (painel de vidros escuros). Já as fachadas norte e sul são formadas por vigas pré-moldadas em forma de L, que ficam escondidas pela decoração plástica de AthosBulcão. A linha B é uma viga armada como treliça, que vence 30 m de vão e possui 4,5 m de altura. Essas estruturas – de cota positiva – foram executadas com peça pré-moldadas fabricadas no canteiro de obras, com exceção das linhas de vigas A,B e C, que foram concretados na obra.
Como os palcos estão abaixo do nível de terra (-9,0m), o teatro é praticamente enterrado, com muros de arrimo autoportantes. Toda a parte de cota negativa foi executada com processos convencionais de concretagem no local (Figura 12). A fundação é composta por tubulões de até 20 m de profundidade e diâmetro entre 60 cm a 200 cm.
Figura 12 - Corte transversal da estrutura mostrando as vigas pré-moldadas em L e os muros de arrimo [VASCONCELOS, 2009]
Nas maiores vigas de fachada, de até 72 m, tomou-se cuidado extra para evitar a flambagem lateral (efeito Kippe), já que não havia travamento lateral. Para a execução da laje F, de 32 m de vão, o método construtivo utilizado foi o Processo da Resistência Progressiva. Esse processo consiste em projetar uma armadura rígida capaz de suportar sozinha o peso próprio de pelo menos uma parte do concreto. Ao endurecer o concreto dessa primeira etapa, é possível aumentar o carregamento com uma segunda fase de concretagem. Na última etapa de concretagem é aplicado o peso próprio total do elemento estrutural. Esse procedimento foi adotado porque o guindaste não tinha condições de montar a viga completa com o grande braço de alavanca que resultava da geometria do canteiro de obras.
Universidade de Brasília – Instituto Central de Ciências
Com projeto arquitetônico de Oscar Niemeyer e João da Gama Filgueiras Lima, e calculado por Bruno Contarini, suas obras tiveram início em 1962 e terminaram somente em 1967. O Instituto Central de Ciências, o principal prédio da Universidade de Brasília, é composto por dois blocos com 700 m de comprimento – um com 25 m de largura (ala dos anfiteatros) e outro com 30 m (ala dos laboratórios) – e um espaço entre os blocos de 15 m, coberto em suas entradas principais por mezaninos em concreto protendido e caixão perdido com 60 cm de espessura. A obra foi feita inteiramente com pré-moldados (8).
Como o terreno era do tipo argiloso, ficava inviável o uso de estacas devido ao curto prazo. A solução foi a execução de um subsolo com uma camada de cascalho que funcionava como um radier, transferindo as cargas da edificação direto ao solo. Sobre ele, executaram-se as fundações diretas (sapatas)(Figura 13).
Figura 13 - Croquis – ala dos auditórios interior e exterior. [O. KNEIPP, 2006]
A sua estrutura é composta por quatro linhas de pilares pré-moldados de seção retangular e 10 m de altura, espaçados 3 m entre si. Eles eram encaixados nas sapatas e possuíam encaixes para receber as vigas de cobertura de seção T, que são isostáticas em concreto protendido, vencendo o vão do bloco (30 m e 25 m). Atualmente, estão sendo feitas perfurações nessas vigas, o que pode interferir em seu funcionamento adequado (9). Essas vigas também são apoiadas em outras vigas longitudinais, que ligam os pilares às extremidades das vigas transversais. Ao final das vigas de cobertura há platibandas de concreto pré-moldado de formato curvo, com função arquitetônica de fechamento lateral entre as vigas.
As vigas dos pisos da sobreloja e do térreo possuem seção transversal trapezoidal vazada, para a passagem de tubulações, e são também pré-moldadas.
Embaixo das ligas longitudinais há o fechamento lateral de placas pré-moldadas de concreto com ranhuras para a ventilação. Os degraus dos auditórios são também pré-moldados de concreto.
Os mezaninos, com balanço de 12,85 m, recebem em uma extremidade uma rampa engastada em si e no piso. Possui 2 m de largura e 12 m de comprimento (Figura 14).
Figura 14 - Corte esquemático da laje do mezanino [B.C. Engenharia]
Plataforma Superior da Estação Rodoviária
A Estação Rodoviária de Brasília, localizada no cruzamento do Eixo Rodoviário com o Monumental, teve um prazo curto de execução – um ano e nove meses. Foi projetada por Lúcio Costa e calculada pelo Escritório Sérgio Marques de Souza, entre eles o engenheiro Bruno Contarini.
A Estação foi projetada para funcionar como terminal rodoviário interestadual e urbano, mas devido ao crescimento populacional e consequentemente da frota de veículos, hoje só funciona o transporte urbano e a Estação de Metrô (10).
Estruturalmente, a Estação é dividida em: Plataforma Superior, Plataforma Inferior, Mezanino, Cobertura e Passagem Inferior. Aqui será estudada a Plataforma Superior, com forma de um grande “H” e dividida em três blocos (A, B e C) para melhor entendimento (figura 15).
Figura 15 - Desenho esquemático do “H” da estrutura da Plataforma Superior da Estação Rodoviária dividido em blocos [MATOS, 2009]
Cada bloco (A e B), com 265,50 m de comprimento por 45,54 m de largura, é composto por um conjunto de oito quadros, na transversal, que apoiam as vigas longitudinais (longarinas), formando nove vãos de aproximadamente 30 m. Os quadros são compostos por três pilares (0,85 m x 2,00 m x 7,00 m) espaçados nos eixos 17,77 m, que apoiam uma viga “T” invertida em concreto protendido, com 5,00 m de balanço nas extremidades.
As longarinas, de concreto protendido, apoiadas nos quadros, de seção “I” e comprimento de aproximadamente 30m, foram pré-fabricadas na obra e receberam uma protensão parcial. Só após serem colocadas em seus lugares definitivos que a protensão final foi executada. Entre duas longarinas paralelas há lajes superiores (concretadas no local e protendidas) e inferiores (pré-moldadas). Esse conjunto de longarinas adjacentes, vigas T que as apoiam e as lajes formam um espaço fechado chamado galeria, tendo a Plataforma Superior 243 dessas (Figura 16).
Figura 16 - Desenho esquemático de uma galeria [MATOS, 2009]
Nas extremidades das galerias há vigas secundárias, paralelas às vigas “T” invertido, apoiando as lajes superiores. Suas funções são de apoiar os bordos das lajes e enrijecimento transversal, pois possuem protensão para solidarizar o conjunto; e foram executadas em três concepções diferentes.
“Igrejinha” Nossa Senhora de Fátima
A construção da Igrejinha ocorreu devido a vários fatores – a necessidade de um templo religioso para os católicos que haviam ocupado a região e um desejo particular da família Kubitschek, uma promessa a Nossa Senhora de Fátima.
A posição escolhida foi a porção central da Asa Sul – nas entre-quadras 307/308 – e sua construção levou 100 dias, sendo inaugurada em 28 de junho de 1958 (2).
Possui profissionais renomados em seu desenvolvimento: projeto arquitetural de Oscar Niemeyer, cálculo por Joaquim Cardozo, projeto paisagístico de Roberto Burle Marx, painéis das portas e revestimento externo de AthosBulcão e painéis e afrescos internos de Alfredo Volpi.
A estrutura da Igrejinha, em concreto armado, consiste em três elementos básicos: três pilares externos, duas paredes estruturais e uma cobertura.
O pilar principal, cuja forma destaca a cobertura, possui base trapezoidal larga (B = 50 cm, b = 20 cm e h = 450 cm) e afina até encontrar a ponta da cobertura (30 cm x 20 cm).
Os pilares posteriores são iguais entre si, mas menores do que o principal, tendo uma seção trapezoidal (B = 50 cm, b = 15 cm e h = 350), também afinado para uma seção menor (30 cm x 15 cm) onde há o encontro com a cobertura.
Há além dos pilares, duas paredes estruturais de 12 cm de espessura que suportam as vigas da cobertura.
Sua cobertura trata-se de uma laje triangular em curva com cinco grandes vigas de sustentação, que irradiam do pilar frontal até a parte posterior da cobertura, invisíveis ao observador. Ela pode ser dividida em três partes. A primeira, apoiada nos pilares posteriores, tem inclinação em direção ao centro da igreja. Sua espessura varia entre 25 cm na extremidade até 30 cm no ponto que se apoia na parede estrutural. O mesmo acontece na ponta da laje, que se apoia no pilar principal, onde a espessura é de 25 cm, e se inclina em direção à igreja, com espessura aí de 30 cm. A terceira parte da laje liga as outras duas partes, tendo uma espessura de 10 cm e uma curvatura de raio 20,8 m.
As vigas que compõe a cobertura seguem o desenho da laje. São cinco vigas ao total que se apoiam no pilar principal e se abrem em leque. As duas da extremidade se apoiam nos pilares posteriores e as outras três ficam em balanço, apoiadas na parede estrutural. Sua altura varia entre 25 cm na extremidade até 90 cm na parte central curva.
A partir dos diagramas de esforços, é possível perceber a relação do sistema estruturalcom sua forma arquitetural. No Diagrama de Forças Normais (Figura 17) observamos que as forças de tração (amarelo) estão presentes no centro dos vãos das vigas, sendo maior nos maiores vãos (vigas de borda) e menor nos menores vãos (vigas centrais). No Diagrama de Momentos Fletores (Figura 18) é mais visível a relação entre os esforços e a forma da arquitetura, principalmente no pilar principal, onde seu desenho é bem próximo do seu diagrama de momento fletor.
Figura 17 - Diagrama de Forças Normais – SAP2000 [INOJOSA, 2010]
Figura 18 - Diagrama de Momentos Fletores - SAP2000 [INOJOSA, 2010]
Hospital Sarah
Os hospitais da rede Sarah foram criados pelo arquiteto João Filgueiras Lima, o Lelé, em parceria com o médico Aloysio Campos da Paz Junior e o economista e engenheiro Eduardo Kertész. Sua inspiração nasceu quando Lelé e sua esposa ficaram internados no hospital de Brasília devido a um acidente automobilístico. A partir do convívio com Dr. Aloysio, que compartilhava da visão humanista de que o mais importante em um hospital é o ser humano,se estabeleceu uma identidade entre os dois, que se tornaria mais tarde em uma parceria profissional.
O Hospital SARAH Brasília foi o primeiro da rede, com projeto iniciado em 1975 e a obra concluída em 1980. Nele foram introduzidas pela primeira vez as técnicas de terapia baseadas na grande mobilidade do paciente. Fica localizado no Setor Hospitalar Sul de Brasília. Justamente pela sua implantação num lote relativamente pequeno na área urbana da cidade, não foi possível explorar as técnicas de terapia ao ar livre, adotadas posteriormente pelos outros hospitais SARAH.
O hospital também conta com uma série de condições e equipamentos que o tornam diferente dos demais, como a iluminação natural e conforto térmico ambiental. Como o clima de Brasília é ameno, não houve justificativa para uso geral de ar condicionado, o que criaria mais custos e dificuldade futura para manutenção do prédio. Seu uso foi restrito ao centro cirúrgico, central de esterilização, raios-X (apenas nas salas dos aparelhos), auditório e arquivo médico. Nas demais áreas adotaram-se sistemas simples de iluminação e ventilação naturais, o que proporcionou o conforto desses ambientes.
Outra característica marcante nesse hospital é a padronização dos elementos de construção, a fim de facilitar os serviços de manutenção, além de reduzir os custos da obra. Assim, o módulo utilizado foi de 1,25 m, pela adaptabilidade de diversos materiais a essa medida (cerâmicas, prensados, pré-moldados, etc.), além da adequação do multimódulo de 2,50 m em relação aos boxes dos leitos (Figura 19). As instalações elétricas, hidro-sanitárias e de conforto térmico também são beneficiadas pela adoção de dimensões moduladas, padronizando as soluções e diminuindo a variedade de materiais. Já as medidas verticais não se prendem a nenhuma modulação especial, adotando-se medidas necessárias para cada uso (11).
Figura 19 - Sistema construtivo com módulo de 1,25 m [CARVALHO; TAVARES]
A estrutura do edifício principal, o bloco de internação, é suportada por vigas do tipo Vierendeel, alternadas por pavimento e recebendo cargas das lajes pré-fabricadas dos pisos, que se apoiam nas torres de concreto da circulação vertical, e vencem vãos de 20 m com balanços de 10 m. Esse tipo de viga foi escolhido devido à alternância dos terraços e criação de blocos verticais, prumadas de sanitários coletivos e salas de tratamento. A obra foi projetada em pré-moldados de concreto. A maior parte da estrutura foi fundida no local, mantendo-se, entretanto, a disciplina e o rigor do desenho decorrentes da concepção pré-fabricada.
Devido ao desenho e a disposição das vigas Vierendeel nas fachadas, elas promovem uma proteção dos terraços à abertura excessiva externa, já que o hospital está localizado em área urbana; elas permitem a entrada generosa de luz do sol, porque livra totalmente a parte superior do pé direito duplo; e seu uso também aumenta as condições de flexibilidade nas enfermarias, pois elimina o uso de pilares. Os vazios das vigas, ao longo das circulações dos pavimentos, recebem fechamento em vidro, formando assim grandes janelas que possibilitam a integração visual com o espaço verde do piso imediatamente inferior (12).
Uma alternativa à execução das lajes foi sua fundição in loco, considerado viável desde que foi utilizado um sistema de formas com módulos metálicos reaproveitáveis para o berço superior e inferior e das peças (retiradas 24 horas após a fundição). O escoramento e as formas das superfícies inferiores permaneceram no local até a resistência do concreto atingir os valores estabelecidos pelo cálculo.
Ainda seguindo concepção de pré-fabricados, foi criado um elemento pré-fabricado de laje, com 60 cm de altura por 1,15 m de largura. Essa peça vence vãos variados e permitiu a criação de terraços-jardins, passagem de tubulações e acoplagem de peças intercambiáveis para iluminação e ventilação naturais. Nos pavimentos escalonados, é apoiado em vigas duplas, que por sua vez são apoiados em pilares duplos com espaçamento de 6,9 m, todos fundidos no local. Nos trechos onde foram previstos iluminação zenital, o espaçamento de 1,15 m entre os elementos possibilitou a instalação de nódulos tipo shed pré-fabricado em ferro-cimento (Figura 20) (13).
Figura 20 - Várias Situações do elemento pré-fabricado de laje / montagem [LATORRACA, 2000]
notas
1
VASCONCELOS, Augusto Carlos de. O Concreto no Brasil. São Paulos,Pini, 1992.
2
INOJOSA, Leonardo. O Sistema estrutural na Obra de Oscar Niemeyer. Dissertação de Mestrado. Brasília, FAU-UnB, 2010.
3
PESSOA, Diogo. A Estrutura da Catedral de Brasília, Aspectos Históricos, Científicos, e Tecnológicos de Projeto, Execução, Intervenções e Proposta de Manutenção. Dissertação de mestrado. Brasília, FT-UnB, 2002.
4
SANTOS JÚNIOR, Evaristo C. R. A Estrutura do Palácio do Itamaraty: aspectos históricos, científicos e tecnológicos de projeto, execução, intervenções e recomendações de manutenção. Dissertação de Mestrado. Brasília, FAU-UnB, 2004.
5
VASCONCELOS, Alber. Análise Comparativa de métodos de cálculo de rampas helicoidais autoportantes. Dissertação de mestrado. Brasília, FT-UnB, 2010.
6
MOREIRA, André Luís de Andrade. A Estrutura do Palácio da Justiça em Brasília. Dissertação de mestrado. Brasília, FT-UnB, 2007.
7
SOUZA, Deise. A Estrutura do Teatro Nacional Claudio Santoro em Brasília. Dissertação de mestrado. Brasília, FT-UnB, 2009.
8
FONCESA, RÉGIS. A Estrutura do Instituto Central de Ciências: Aspectos Históricos, Científicos e Tecnológicos de Projeto, Execução, Intervenções e Proposta de Manutenção. Dissertação de mestrado. Brasília, FT-UnB, 2007.
9
BARRETO, Frederico Flósculo Pinheiro. Negligência nas vigas protendidas do Minhocão. Disponível em: <http://www.vitruvius.com.br/revistas/read/minhacidade/09.103/1864>.Acesso em: 22 agosto 2012.
10
MATOS, Rodrigo. Estrutura da Plataforma Superior da Rodoviária. Dissertação de mestrado. Brasília, FT-UnB, 2009.
11
CARVALHO, Antonio P.A.; TAVARES, Igor. Modulação no projeto arquitetônico de estabelecimentos assistenciais de saúde: o caso dos Hospitais SARAH. Disponível em: <http://bvsms.saude.gov.br/bvs/publicacoes/modulacao_hospitais_sarah.pdf>. Acesso em: 12 setembro 2012.
12
RIBEIRO, Gislene. Conforto Ambiental, Sustentabilidade, Tecnologia e Meio Ambiente: Estudo de Caso – Hospital Sarah Kubitschek – Brasília. III Fórum de Pesquisa FAU/MACKENZIE, 2007. Disponível em: <http://www.mackenzie.br/fileadmin/Graduacao/FAU/Publicacoes/PDF_IIIForum_a/MACK_III_FORUM_GISLENE_RIBEIRO.pdf>. Acesso em 12setembro 2012.
13
LATORRACA, Giancarlo. João Filgueiras Lima, Lelé. Série Arquitetos Brasileiros, Blau, Instituto Lina Bo e P.M. Bardi, São Paulo; 1ª edição, 2000.
sobre os autores
Luana Leyendecker de Andrade é Estudante de Arquitetura e Urbanismo da Universidade de Brasília, bolsista pelo programa REUNI do projeto de avaliação e melhoria da qualidade do ensino de graduação na UnB.
Carlos Eduardo Luna de Melo é Professor Adjunto da Faculdade de Arquitetura e Urbanismo da Universidade de Brasília, coordenador de projeto de avaliação e melhoria da qualidade do ensino de graduação na UnB, pelo programa REUNI.
