Moradia familiar em Massachusetts
Sobre o projeto
Utilizando o REVIT para toda a elaboração de desenhos, partilha exaustiva de ficheiros CAD e gestão de fluxo de trabalho, o CRAFT conseguiu 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 projeto das ligações no RFEM, mas este não suportava um projeto de junta tão complexo. Por isso, recorreram ao IDEA StatiCa.
Com uma altura média de piso 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 suportes visíveis. Assim, a equipa teve de projetar uma estrutura de varanda sem suportes com rotura térmica, 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 as consolas e os vãos de contrabalanço.
A junta de nó em aço resultante foi projetada para resistir a forças e momentos nos dois eixos ortogonais. Inicialmente, pretendiam utilizar um nó central de secção oca, mas verificaram que este era incapaz de resistir aos elevados momentos provenientes da viga do pórtico com ligações rígidas, devido à insuficiente rigidez fora do plano nas paredes da secção em caixão.
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 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 rotura térmica (em material personalizado) para reduzir os riscos de perda de calor e condensação.
Utilizaram o Dlubal RFEM para analisar e projetar os elementos de estrutura e o IDEA StatiCa para projetar ligações complexas em múltiplos materiais.
Desafios de engenharia
Os desafios neste projeto foram muitos.
Como já foi referido, não só o edifício se encontrava no topo de uma falésia íngreme e tinha de ser capaz de resistir a ventos fortes sem paredes de corte ou contraventamentos, como, para tornar as coisas ainda mais complexas, a varanda sem suportes e com rotura térmica introduziu uma segunda direção de projeto ortogonal ao pórtico principal com ligações rígidas – 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, o CRAFT trabalhava com uma tipologia de edifício do tipo aço, com o objetivo de executar o máximo possível em madeira estrutural e madeira.
Embora o projeto 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 estes resultados para a sua folha de cálculo interna (para verificações de pressão de contacto em parafusos conformes com a norma para madeira) para verificar a distribuição da força e concluir o projeto estrutural da ligação.
Soluções e Resultados
Concluída em 2022, a moradia unifamiliar de dois pisos em Martha's Vineyard é um exemplo notável de projeto 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, o CRAFT conseguiu transformar com sucesso 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, o 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 estúdio de engenharia estrutural visionário, a equipa do 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, o CRAFT consegue oferecer aos seus clientes soluções eficientes, práticas e inovadoras para o projeto 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 na realização de projeto e análise estrutural para 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 projeto e gestão de projetos numa vasta gama de tipologias e escalas de projetos, 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 concorrentes na categoria de estruturas de pequena escala.
Saiba o que os engenheiros dizem sobre o projeto
Galeria da Moradia Familiar em Massachusetts
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