A apresentação, é uma proposta de construção de um complexo cultural em Londrina, a proposta conta com justificativas, estudo do terreno, propostas estruturais e avaliação de execução.

1. PROJETO DE MASSA ATIVA:
ESPAÇO CULTURAL
Caio Leandro de Assis
Caio Renato Cury Ivantes
Eduardo Moreli
Fernando César Vargas Zanoni
Fernando Shigueu Tahira
Isadora Pasquini
Rafael Rambalducci Kerst
Orientação: Prof. Vitor Faustino Pereira
Londrina
2013

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GRUPO 4:
Caio Leandro de Assis
Caio Renato Cury Ivantes
Eduardo Moreli
Fernando César Vargas Zanoni
Fernando Shigueu Tahira
Isadora Pasquini
Rafael Rambalducci Kerst
PROJETO DE MASSA ATIVA:
ESPAÇO CULTURAL
Orientação: Prof. Vitor Faustino Pereira
Londrina
2013

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SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO.......................................................................03
2. PROPOSTA E JUSTIFICATIVA.............................................04
3. LOCALIZAÇÃO......................................................................06
4. ZONEAMENTO......................................................................07
5. DADOS DO EDIFICIO...........................................................10
6. PROJETO..............................................................................16
7. ALTERNATIVAS ESTRUTURAIS.........................................21
7.1
ALTERNATIVA 1...........................................................21
7.2
ALTERNATIVA 2...........................................................24
7.3
ALTERNATIVA 3...........................................................28
8. ESCOLHA ESTRUTURAL.....................................................33
9. ENCAMINHAMENTO DE FORÇAS.......................................43
10. PROCESSO CONSTRUTIVO................................................53

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1. INTRODUÇÃO
A disciplina Fundamentos do Projeto Estrutural tem por objetivo interar o
aluno aos mais diversos tipos de sistemas estruturais existentes, podendo os
mesmos serem de forma ativa, massa ativa, vetor ativo, entre outros. Este
contato proporciona ao aluno desenvolver uma análise crítica sobre as
estruturas, seu funcionamento e principalmente a melhor opção de sistema
estrutural para diferentes edificações.
Foi proposto a construção de uma biblioteca interativa ao público,
utilizando-se do sistema estrutral de massa ativa. Para isso, irá ser
demonstrado como são feitas as escolhas para melhores soluções estruturais
para um mesmo projeto arquitetônico, demostrando como são realizados o
dimensionamento e posicionamento dos pilares, vigas e lajes, os quais são
elementos fundamentais ao sistema estrutural escolhido.
O sistema de massa ativa é caracterizado por possuir menor eficiência
estrutural, por ser de grandes dimensões e necessitar de grande massa para
combater os esforços internos solicitantes, quando comparado aos outros
sistemas. Devido ao formato da edificação também será necessário se realizar
uma análise para cargas de ventos atuantes na estrutura.
Os conceitos empregados neste trabalho serão os mesmos adquiridos
ao longo do ano letivo, através dos ensinamentos do professor Vitor Faustino
Pereira.
Esse projeto irá colocar os alunos em contato direto com o sistema
estrutural de massa ativa, o qual é de suma importância ao aprendizado e a
carreira profissional, já que o Brasil é reconhecido pela grande utilização do
concreto armado em suas construções, material característico quando se fala
em sistemas de massa ativa. Gerando assim, uma experiência única no
período acadêmico, sendo um dos contatos mais próximos à profissão de
Engenheiro Civil.

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2. PROPOSTA E JUSTIFICATIVA
O lazer é um fenômeno social de grande impacto, sendo analisado a
partir das escolhas dos individuos e às suas identidades. Por toda a Europa, as
cidades estão voltadas à história através de museus e centros culturais que
proporcionam lazer aos habitantes e consequente melhoria na qualidade de
vida dos mesmos. No Brasil é comum se encontrar centros culturais em
cidades capitais, como São Paulo, Rio de Janeiro, Curitiba entre outras.
Os centros Culturais são tidos como exemplo de participação do
indivíduo no meio, onde através de música, dança e outros tipos de arte há a
manifestação do ser. Estas manifestações culturais não só proporcionam
descontração, valorização e prazer, mas também concientizam a população de
que indiferente da classe socioeconômica, o lazer é um direito de cada cidadão
(SILVA, LOPES, XAVIER, 2009).
Devido a importância dos centros culturais, seus impactos e a carência
do mesmo na cidade de Londrina – PR, objetivou-se a construção de um
complexo cultural, integrando biblioteca, auditório, espaço para exposições e
outros eventos culturais.
A cidade de Londrina possui a Biblioteca Municipal que está localizada
no centro da cidade. Com o grande crescimento populacional e também da
expansão territorial da cidade, o acesso ao centro tem se tornado cada vez
mais difícil, devido ao grande tráfego em determinados períodos, logo grande
parte da população evita recorrer a esta região da cidade.
Londrina é vista por muitos como uma cidade que sofre com a carência
de atividades culturais, grandes centros, que não estão muito distantes, como
Curitiba, se destacam neste aspecto. A cidade contou por muito tempo com o
Cine Teatro Ouro-Verde, também localizado na região central, contudo um
incêndio de grandes proporções ocorrido no início de 2012 destruiu
completamente o recinto.
Devido aos fatos citados acima, a criação de um complexo cultural,
integrando biblioteca, auditório e espaço para exposições se torna de extrema
utilidade pública.
A região escolhida para a implementação da edificação em estudo, será
a Gleba Palhano, região oeste da cidade de Londrina, considerada, hoje, uma
das regiões que mais crescem em Londrina, e também uma das mais
valorizadas da cidade. A mesma abriga inúmeros condomínios resisdenciais de
alto padrão. Contudo o fator determinante para a escolha da região foi a
proximidade a três grandes centros educacionais da cidade – Universidade

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Estadual de Londrina (UEL), a Universidade Norte do Paraná (Unopar) e a
Faculdade Pitágoras – todas interligadas ao complexo, com fácil acesso
através da PR-445.
A construção do complexo acarretará não só ganhos culturais, mas
também melhoria na infraestrutura da cidade. Sendo uma biblioteca de fácil
acesso para a população, incentivará, tanto aqueles que necessitam deste
espaço (estudantes e professores), como os que não possuem ligação direta
com a educação (população em geral, utilizando apenas como forma de lazer).
Um complexo capaz de receber atrações culturais de nível nacional e
internacional como o FILO (Festival Internacional de Londrina), que traz
grandes números teatrais para a cidade, e também incentivar a vinda
concertos, shows e exposições artísticas, proporcionaria um maior
reconhecimento como polo cultural a cidade de Londrina ao restante do país.
Esta melhor imagem em âmbito nacional, traria vantagens ao município que
abrangem deste questões econômicas à qualidade de vida.

7. Page |6
3. LOCALIZAÇÃO
A obra será situada na Avenida Terras de Santana, no cruzamento com a
Rua Luiz Lerco, sendo localizado no bairro da Gleba Palhano, na zona Oeste
de Londrina.
Imagem 01: Localização do terreno.
O acesso se dará pala rua Francisco Salton.
O terreno será ocupado de modo a otimizar a utilização do complexo, tendo
sua face virada para o leste, afim de aproveitar a melhor posição em relação ao
sol. O terrenos escolhido possui 175 (cento e setenta e cinco) metros de
comprimento e 140 (cento e quarenta) metros de largura, totalizando uma área
de 24.500 (vinte e quatro mil e quinhentos) metros quadrados.

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4. ZONEAMENTO
A imagem abaixo representa uma parte do zoneamento da região de Londrina.
Imagem 02: Mapa do zoneamento da cidade de Londrina, o traçado em vermelho
representa o terreno da obra.
De acordo com o mapa de zoneamento da cidade de Londrina, a
biblioteca será construída na zona comercial três, cujas características são:
zona de comércio regional, destinada a implantação de qualquer tipo de
comércio e serviço.
De acordo com o artigo 22 da lei municipal número 7485, de 20 de Julho de
1998:




O lote mínimo deve ser de 360m²;
Para lotes de esquina a largura mínima do edifício é de 15 metros;
Coeficiente de aproveitamento de 2,5;
Taxa de ocupação de 100% da área livre do lote no térreo, 80% no
segundo pavimento e de 50% do lote nos demais pavimentos;

9. Page |8

Recuo de frente de no mínimo de 5 metros, recuo de fundo de no
mínimo 2,5 metros e sendo os recuos laterais calculados de acordo com
o artigo 43.
O artigo 43 diz que para o calculo do recuo lateral deve-se utilizar a seguinte
formula:
R = (H/15) + 1,2m
Onde:


R = recuo lateral mínimo em metros;
H = altura da edificação em metros.
Utilizando altura como 18 metros, obtém-se um recuo lateral mínimo de 2,4
metros.
A imagem abaixo é a representação em planta do empreendimento.
Imagem 03: Ocupação do terreno.

10. Page |9
O Coeficiente de Aproveitamento é um número que, multiplicado pela área do
lote, indica a quantidade máxima de metros quadrados que podem ser
construídos em um lote, somando-se as áreas de todos os pavimentos.
Pela norma a área máxima construída é de 61250 m², a área calculada do
edifício é de 18042 m², esse valor está abaixo do limite.
A taxa de ocupação é a relação percentual entre a projeção da edificação e a
área do terreno. Ou seja, ela representa a porcentagem do terreno sobre o qual
há edificação.
A taxa de ocupação do empreendimento é de:



Primeiro pavimento é de 52%;
Segundo pavimento é de 5%;
Terceiro pavimento até o sétimo é de 4%.
Os valores de recuos do empreendimento são:



Recuo de frente: 23,5 metros;
Recuo lateral: 15 metros;
Recuo de fundo: 23,75 metros.

11. P a g e | 10
5. DADOS DO EDIFICIO
A ideia conceitual do projeto é baseada na integração de espaços
culturais em uma região em grande desenvolvimento de Londrina – PR. O
principal embasamento é a Biblioteca Brasiliana Guita e José Mindlin,
localizada na Cidade Universitária em São Paulo - SP, inaugurada em 23 de
março de 2013.
O complexo irá integrar biblioteca, auditório, espaço para exposições
e outros eventos culturais. A entrada do complexo fica á leste, fazendo com
que este tenha um maior aproveitamento do sol da manhã e seja mais fresco
ao final da tarde.
Imagem 04: Visualização do empreendimento.
O espaço para o acervo, biblioteca, será composto por 6
pavimentos, sendo um térreo de planta retangular, mais 5 pavimentos tipo de
planta em U. No total cada pavimento terá 45 metros de comprimento e 20 de
largura, totalizando uma área de 7700 m2, com pé direito de 3 metros.

12. P a g e | 11
Imagem 05: Sala de leituras do pavimento térreo.
O pavimento tipo por ter seção U forma um mezanino, este possui
fechamento em vidro, sendo possível do térreo, visualizar as prateleiras dos
outros pavimentos. Nas faces laterais da construção, cada pavimento possui
janela tanto na fachada norte quanto sul, possibilitando a troca de ar e
economizando energia de climatização.
Nos corredores formados nos tipos é disposto o acervo, contando
com 5 prateleiras em cada corredor, uma encostada na parede e outra duas
espaçadas á 1,0m da primeira, cada prateleira voltada para um corredor, e
outras duas espaçadas a 1,0m da segunda, entre esta ultima prateleira e o
mezanino existe um corredor de 1,0m.

13. P a g e | 12
Imagem 06: Disposição das estantes da biblioteca.
O acervo é separado pelo tipo de assunto, sendo que cada um se
localiza em pavimentos diferentes. Cada pavimento tipo ainda conta com 2
banheiros, um feminino e um masculino, área de leitura e área de periódicos,
sendo todos os andares acessíveis por meio de elevadores e escadas. O
pavimento do térreo, ainda conta com uma empresa fotocopiadora, e um
espaço reservado á serviços gerais da biblioteca.
Imagem 07: Visualização do pavimento térreo.

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A fachada leste da biblioteca possui 190m² de vidro, o que permite a
entrada de luz natural, não possuem função estrutural. Ao passo que, as
fachadas voltadas para o norte e sul necessitam de uma área mínima de
22,7m² por andar e servem para entrada e circulação de ar.
Imagem 08: Visualização da fachada em vidro da biblioteca.
O espaço para exposição será ao lado da biblioteca, possuindo uma
área livre para os diversos tipos de eventos culturais. Este espaço conta com
um pavimento mais térreo, ambos de planta quadrada 20x20m totalizando uma
área de 800m2, com pé-direito de 3 metros.
O térreo possui 3 banheiros, sendo 2 deles públicos, um feminino e
um masculino, e um deles para serviço. Possui também recepção para
atendimento, e conta com 2 áreas de serviço, destinadas a serviços gerais de
manutenção do edifício.
O pavimento 1, também é destinado á exposição, possui 2
banheiros, um masculino e um feminino, 2 áreas para serviços gerais, e é
acessado por escadas posicionadas no final do pavimento.
O auditório terá uma área total de 750 m2, sendo 25 metros de
largura e 30 metros de comprimento, destinadas á diversos tipos de eventos
culturais. Seu espaço conta com uma arquibancada inclinada voltada para o
palco, esta arquibancada tem espaço de 1 metro entre os degraus e 25
centímetros de altura, ela conta com 4 escadas de acesso posicionadas ao

15. P a g e | 14
lado. O desnível geométrico da arquibancada foi provocado com a intenção de
facilitar a visualização do palco.
O palco do auditório possui uma altura de 1 metro, e possui 2
escadas de acesso nas laterais, ele não poderá possuir pilares no palco, nem
nas arquibancadas ou de qualquer forma que impeça a visão para o palco. Por
trás do palco possui uma área de circulação com 1 metro de largura, e dois
camarins, cada camarim possui um banheiro próprio para a preparação dos
apresentadores. O auditório ainda conta com 2 banheiros de uso público, ao
lado do acesso á arquibancada, sendo um masculino e um feminino.
Imagem 09: Imagem do auditório.
Além destes espaços com finalidades específicas, o nível térreo também
contará com bilheteria e lanchonete com 10 metros de comprimento e 11,6
metros de largura, totalizando 116 m2 de área e pé-direito de 3 metros. Haverá
também um grande espaço coberto unindo o complexo, formando um pátio.

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Imagem 10: Visualização da bilheteria e praça de alimentação.
A seguir estão as plantas de cada edificação que facilitam o
entendimento da construção da obra.

17. P a g e | 16
6. PROJETO
Imagem 11: Planta baixa do pavimento térreo da biblioteca.

18. P a g e | 17
Imagem 12: Planta baixa do pavimento tipo da biblioteca

19. P a g e | 18
Imagem 13: Planta baixa do primeiro pavimento da sala de exposições.

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Imagem 14: Planta baixa do segundo pavimento da sala de exposições.

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Imagem 15: Planta baixa das vigas que sustentam a cobertura do auditório.
Imagem 16: Planta baixa do auditório.

22. P a g e | 21
7. ALTERNTIVAS ESTRUTURAIS
7.1 ALTERNATIVA 1
A primeira alternativa foi proposta pelos alunos Fernando Tahira, e
Rafael Kerst. Nela, foi divido o edifício em 3 partes: biblioteca, sala de
exposição e auditório. A estrutura da biblioteca e da sala de exposição foi
baseada em uma estrutura leve utilizando apenas pilares e lajes utilizando o
sistema Bubbledeck. O auditório foi baseado em uma estrutura aporticada.
- Sistema Bubbledeck
O sistema BubbleDeck é um método revolucionário de eliminação do volume
de concreto de uma laje, que proporciona lajes mais leves e resistentes. Com
esferas plásticas entre telas de aço é eliminado o concreto que não exerce
qualquer função estrutural, reduzindo significativamente seu peso próprio.
Esse sistema permite vão maiores que uma laje maciça, atenuação do nível de
ruído, redução do volume de concreto e liberdade nos projetos.
- Biblioteca e sala de exposição
Utilizando o sistema de laje Bubbledeck com capitéis nas regiões de união com
os pilares, possibilita a eliminação do uso de vigas. Isso faz com que o
ambiente tenha uma aparência mais leve.
Os pilares foram dispostos de forma com que a circulação interna não fosse
prejudicada.
Para a biblioteca foi proposto um sistema de pilares do tipo parede para
contraventamento (resistir as cargas de vento).

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Imagem 17: Pavimento térreo – linhas em vermelho representam os pilares.
Imagem 18: Pavimento tipo – linhas em vermelho representam os pilares.

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Imagem 19: Sala de exposições – linhas em vermelho representam os pilares.
- Auditório
A cobertura do auditório é uma laje utilizando o sistema de Bubbledeck
apoiada em vigas protendidas de grande rigidez, pois elas necessitam vencem
grandes vãos.
Imagem 20: Cobertura apoiada sobre vigas de grande rigidez.
O palco do auditório é apoiado sobre vigas protendidas que vencem grandes
vãos.

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Imagem 21 – Auditório
7.2 ALTERNATIVA 2
Pelo fato do complexo abordado em estudo ser destinado a ganhos
culturais, a solução B, proposta pelos alunos Eduardo Moreli, Fernando César
e Isadora Pasquini foi baseada em duas construções ícones da cidade de São
Paulo, sendo elas o Museu de Arte de São Paulo conhecido como MASP e o
Museu Brasileiro da Escultura o MuBE. Onde ambas as construções também
são destinadas a divulgar o conceito de cultura para as pessoas.
Cada edifício do complexo abordado foi estudado separadamente a fim
de se obter a melhor solução estrutural.
Para o edifício da biblioteca, pensou-se primeiramente na utilização das
modulações dos pilares. Pois como o espaço será utilizado para estudos não
convêm pilares colocados em qualquer lugar, devendo assim existir uma
sintonia na posição dos pilares com os vãos suficientes grandes para abranger
os locais de estudos e corredores de passagem. Como o edifício da biblioteca
é composto por 6 andares, um térreo de planta retangular e os demais em
planta tipo U que formam um mezanino com fechamento em vidro, como é

26. P a g e | 25
mostrado na Imagem 22, se pensou na utilização de tirantes nos pavimentos
em U, a fim de manter a estabilidade estrutural e não impedir a visão de quem
está no pavimento térreo sobre os demais pavimentos. Os tirantes são postos
na extremidade do mezanino, formando assim um sistema indireto para os
caminhos das forças.
Imagem 22: Pavimentos do edifício destinado a biblioteca
As forças provindas dos tirantes vão para vigas de transição que se
encontra acima da última laje, que estão ligadas aos pilares laterais onde estes
direcionam as forças para as fundações, um esquema do posicionamento dos
tirantes, da viga de transição e dos caminhos das forças está indicado na
Imagem 23.

27. P a g e | 26
Imagem 23: Sistema estrutural do edifício destinado a biblioteca
A modulação dos pilares dos pavimentos está representada na Imagem
24. Este tipo de modulação juntamente com as vigas de transição permite a
formação de pórticos contraventando à estrutura.
Imagem 24: Modulação dos pilares
As lajes dos pavimentos são nervuradas e protendidas, a fim de se obter
um menor peso estrutural, que contribui no dimensionamento dos pilares e
tirantes.

28. P a g e | 27
Já para as construções do auditório e da sala de exposições, foi-se
baseado na estrura do Museu Brasileiro da Escultura(MuBE). Como no
auditório não pode haver pilares distribuídos ao longo do ambiente, já que o
mesmo causaria problemas de visão da platéia, pensou-se em construir
paredes em concreto estrutural, eliminando-se a necessidade da distribuição
de pilares para vencer o grande vão. A presença de pilares na sala de
exposições não seria um fator muito determinante que atrapalhasse o objetivo
da construção, contudo a não distribuição de pilares pelo ambiente, e a
utilização também de paredes em concreto estrutural daria maior liberdade
expressão na hora da montagem de uma exposição artística, possibilitando o
maior surgimento de ideias. Nos dois ambientes pensou-se em utilizar, para a
cobertura, lajes nervuradas e protentidas as quais possuem menor peso
estrutural e também possuem a vantagem de vencer maiores vãos em relação
às lajes tradicionais.
Como cobertura seria realizada para uma área muito extensa, todo o
auditório e mais a parte exterior, sendo um pátio com lanchonete, e mais uma
dificuldade para esta seria que dentro do auditório não poderia haver pilar,
numa área de 10x25m, por isso a necessidade de uma cobertura resistente,
mas ao mesmo tempo leve.
Para atender aos requisitos foi escolhido adotar uma laje em concreto
pré-moldado com sílica ativa, os quais garantiriam a leveza e resistência
necessários.
A sílica ativa, ou microssílica, é um resíduo oriundo das indústrias de
ferro-ligas e silício metálico. Pelas suas propriedades químicas (teor de SiO2 >
85%) e físicas este material é considerado uma excelente pozolana que,
quando usado no concreto, além de atuar quimicamente também atua de forma
física, através do efeito microfíler. Desta forma, a sílica ativa é proposta como
um material alternativo para melhorar as características de concretos e
argamassas de revestimento superficial. O emprego deste material melhora as
condições de porosidade, melhora a aderência pasta/agregado e a reação com
os produtos de hidratação do cimento resulta em compostos mais resistentes,
diminuindo a lixiviação e aumentando a resistência à abrasão.

29. P a g e | 28
Já o concreto protendido permite a obtenção de grandes vãos por
suportar uma carga duas vezes maior do que o concreto armado, mesmo
considerando a utilização de viga da mesma altura e em uma mesma área de
construção. Ou, em outra configuração, é possível dimensionar viga protendida
com a metade da altura, o que resulta em leveza da estrutura.
7.3 ALTERNATIVA 3
A terceira alternativa foi proposta pelos alunos Caio Leandro de Assis e
Caio Renato Cury Ivantes, foi baseada na facilidade de execução e na
utilização de métodos construtivos tradicionais e simples, porém eficazes. Esta
foi a principal característica levada em consideração, a fim de se obter um
tempo reduzido na construção, bem como uma economia no preço final da
obra por se tratar de um sistema usual e bem diluído pelo mercado. Foram
utilizados paredes em alvenarias, lajes nervuradas, em alguns casos foram
utilizadas a protensão para se vencer maiores vãos, escadas de concreto prémoldadas, sendo todas executadas in locco.
O complexo foi divido em 3 setores – Biblioteca, Exposição e Auditório –
para se obter a melhor solução estrutural, levando em conta as características
arquitetônicas e a finalidade de cada ambiente.
A biblioteca é uma área destinada a estudos e leituras, armazenamento
de livros e artigos, deste modo faz-se necessários espaços amplos e abertos,
reduzindo assim o numero de pilares no interior do ambiente. Possui uma
fachada em vidro, que forma um mezanino, possibilitando a vista do interior do
edifício pelas pessoas que estão no térreo e por fins arquitetônicos impossibilita
a utilização de pilares nesta região,como mostrado na Imagem 25.

30. P a g e | 29
Imagem 25: Fachada em vidro
Com isso a disposição dos elementos estruturais, lajes, vigas e pilares
foi definida como mostrada na Imagem 26.
Imagem 26: disposição dos elementos estruturais da biblioteca.
Para este setor, lajes as quais suas dimensões apresentavam valores
muito elevados, foram protendidas em ambas direções. Isso também foi
utilizado em vigas, quando estas necessitavam vencer grandes vãos, foram
protendidas (VS7 e VS12 são exemplos).

31. P a g e | 30
Como a principal finalidade da sala de exposições é a divulgação e
exibição de obras de arte, necessita de um espaço aberto e sem obstáculos,
com isso é inevitável a ocorrência de vãos maiores, porém para diminuir estes
vãos foi disposto um pilar na região central. Para não se contrapor ao fato do
espaço sem obstáculos, este pilar possuirá dimensões maiores e uma secção
transversal diferenciada, servindo, com isso, também como uma obra de arte
fixa.
A disposição dos elementos estruturais será de acordo com a Imagem
27.
Imagem 27: Disposição dos elementos estruturais da sala de exposição.
A laje L3 será protendida em ambas as direções, uma vez que necessita
vencer maiores vãos. A viga Vs2, devido ao seu comprimento, 20 metros, será
protendida também.

32. P a g e | 31
O auditório não deve conter nenhum tipo de obstáculo entre os
espectadores e o palco, com isso impossibilita o arranjo de pilares no seu
interior desta maneira é inevitável a formação de vãos maiores a ser vencido.
A disposição estrutural esta conforme a Imagem 28.
Imagem 28: Disposição dos elementos estruturais do auditório.
Com o fato de se vencer vãos maiores, foram utilizadas lajes nervuradas
e protendida em ambas as direções, bem como as vigas Vs1, Vs2, Vs3 e Vs4
serão protendidas também.
A lanchonete e a bilheteria não possui nenhuma restrição quanto a
locação de pilares, com isso a sua estruturação é trivial, com os elementos
dispostos segunda a Imagem 29.

33. P a g e | 32
Imagem 29: Disposição dos elementos estruturais da lanchonete e da
bilheteria.

34. P a g e | 33
8. ESCOLHA ESTRUTURAL
A ideia base para a formatação do projeto estrutural do Complexo Cultural foi
buscar combater as dificuldades e problemas dispostos no caso, por meio de soluções
convencionais, das quais a engenharia moderna possui conhecimento, assim evitando a
probabilidade de acontecimentos imprevistos, e que não resultassem em um processo
executivo complexo.
Portanto, as soluções a seguir explicitadas são soluções que, com um embasamento
teórico e por meio de estudos, foram consideradas ideias para a resolução da
problemática estrutural.
A seguir, será descrita a escolha estrutural em todo o complexo, abordando os
detalhes de projeto e explicando o porquê de optar por tal solução. Isto será feito por cada
setor do Complexo Cultural, dividindo-o em Biblioteca, Exposição, Auditório e Pátio.
8.1.Biblioteca
Este setor do Complexo apresentou algumas problemáticas quando idealizado pelo
grupo. A necessidade de se executar um edifício que apresentará, quando funcionando,
um alto contingente de pessoas se movimentando dentro deste e um grande volume de
mobílias internas, acarretou na ausência de pilares internos, assim aumentando o
tamanho dos vãos internos, das lajes e vigas.
Outro problema, agora acarretado por questões estéticas e arquitetônicas, foi a
ausência de pilares na fachada frontal. Esta é inteira executada em vidro, e a presença de
pilares junto a este, geraria uma perda estética muito grande para a edificação.
Imagem 30: Parte da fachada frontal do complexo, detalhe para a fachada de vidro no setor da
biblioteca

35. P a g e | 34
A ausência de pilares, além de alterar a configuração das peças estruturais,
também modifica as dimensões das mesmas, já que quando reduzido o número de
pilares, os que restaram serão mais solicitados, necessitando assim, dimensões maiores.
Do mesmo modo, as vigas do projeto,que estão sujeitas a maiores vãos e,
consequentemente, extensões maiores, necessitam combater maiores deformações e
flechas e isto é feito alterando suas dimensões – aumentando a inércia da peça.
A imagem a seguir demonstrará as peças de um pavimento-tipo da edificação,
nomeando-as.
Imagem 31: Disposição das peças estruturais em um pavimento-tipo da Biblioteca, com suas
respectivas peças nomeadas
Os pilares são contínuos desde o pavimento térreo, até a cobertura da edificação.
São no total, 16 (dezesseis) pilares, dispostos estrategicamente, com a intenção de evitar
obstáculos, ou efeitos negativos na estética da obra. As vigas, que contabilizam 12 (doze)
no total, são dispostas todas paralelas ou perpendiculares ao eixo da edificação
(modelagem convencional de vigas na construção civil) e em alguns casos, foram
colocadas com a intenção de diminuir o tamanho da laje. A laje é do tipo nervurada, e isso
será utilizado em todo o complexo. A nervura da laje ocorrerá em apenas uma direção ou
não, variando de acordo com a problemática – isto será explicito posteriormente.
Alguns pilares são mais solicitados que outros, desta forma, foi-se necessário uma
alteração em suas dimensões, procurando obter-se uma maior eficácia na distribuição de
forças na estrutura.

36. P a g e | 35
Os pilares internos – P8, P9, P12 e P13 na Imagem 31 – serão mais solicitados
que os pilares externos. Isto ocorre por que estes sustentam as vigas VS3, VS4, VS8 e
VS11, que por sua vez, recebem cargas provindas de quase todas as lajes do pavimentotipo (exceto lajes L7 e L8). No tópico a respeito dos caminhos das forças na estrutura,
isso será melhor explícito. Dessa forma, os pilares internos possuem maiores dimensões
que os externos, pois recebem forças pontuais maiores.
Para vigas que necessitavam vencer grandes vãos, como as externas laterais (VS7
e VS12), foram utilizadas protensão em sua peça. Assim, a viga se tornou capaz de
vencer vãos de até 20 (vinte) metros, o que ocorre por exemplo, em um seguimento da
viga VS12. Para as outras vigas, que não tinham a necessidade de vencer grandes vãos,
foi utilizado o sistema convencional para vigas de concreto armado.
As lajes eram todas nervuradas. A escolha por elas é pelo fato da redução de peso
próprio. As nervuras às vezes se apresentavam uni-direcionadas, outras bi-direcionadas.
O critério de escolha para quando se utilizar cada é o tamanho da laje, ou seja, quando a
laje possuía grande dimensão em ambos os sentidos, esta ela bidirecional, quando
possuía uma dimensão muito superior à outra, ela é unidirecional. Pela Imagem 32 é
possível perceber que lajes como as L5 e L2, possuem nervuras bidirecionais, e lajes
como L1, L3,L4,L6,L7 e L8, unidirecionais.
Imagem 32: Detalhe da laje nervurada e sua distribuição para as vigas.
A ação de cargas horizontais na estrutura, como por exemplo, ventos são
combatidos por contraventamentos em forma de pórticos – conjunto viga-pilar. O fato de a
edificação possuir apenas 5 (cinco) pavimentos, ou seja, não é considerado um edifício
esbelto, também reduz os efeitos de vento sobre esta.

37. P a g e | 36
Imagem 33: Pórticos formados por vigas e pilares, funcionando como contraventamentos
Resumidamente, as problemáticas apresentadas para essa parte da edificação
forama necessidade de vencer grandes vãos, ausência de pilares em regiões específicas
da planta, ação de cargas horizontais e suas soluções, foram, respectivamente, redução
do contingente de pilares internos, protensão nas lajes e vigas e aumento das dimensões
de seção transversal das peças, e utilização de pórticos formados a partir da associação
de vigas e pilares, funcionando como contraventamentos.
8.2.Exposição
A área de exposição foi projetada pensando em obter-se um espaço interior amplo,
a fim de facilitar a circulação e também aumentar a quantidade de obras expostas
simultaneamente. Desta forma algumas problemáticas ficaram evidentes e necessitaram
de soluções capazes de resolver o problema de maneira simples e convencional.
A necessidade de um espaço livre interno acarretou à redução do número de pilares.
Isso, consequentemente, aumentou o vão a ser vencido pela estrutura.
Outro advento criado, agora de origem arquitetônica foi a fachada frontal ser inteira
de vidro, o que não permite a colocação de pilares. Problemas similares aos encontrados
na biblioteca.

38. P a g e | 37
Imagem 34: Disposição de pilares, vigas e laje em um pavimento-tipo da área destinada à
exposição.
O número de pilares para esta estrutura foi de 7 (oito), dispostos na região periférica
da exposição com apenas 1 (um) pilar disposto no centro da edificação. As lajes, como na
biblioteca, também são nervuradas.
Os pilares possuem as mesmas dimensões, exceto o pilar central. Este receberá
cargas das vigas VS2 e VS5, responsáveis por apoiar todas as lajes (L1, L2 e L3). Por
isso, ele possuirá dimensões superiores, por ser solicitado por cargas muito superiores
aos demais. A ideia, é que além de atuar como peça estrutural, este funcione como uma
obra exposta fixa da exposição. Por isso, sua forma é não convencional.
As vigas são apoiadas normalmente nos pilares e não necessitam vencer grandes
vãos, no máximo 10 (dez) metros. A exceção fica para a viga VS3, por que esta,
diferentemente das outras, não possui um pilar para se apoiar no centro. Isso acarreta na
criação de uma flecha maior que as demais, por isso, para esta viga, foi utilizada a
protensão.

39. P a g e | 38
Imagem 35: Espaço para exposição, detalhe para a fachada frontal com vidro por toda sua
extensão.
Para as lajes, todas se apresentaram nervuradas bidireccionalmente, porém a laje
L3 possui dimensões muito elevadas – 10x20 metros – e para esta problemática, foi
necessário utilizar protensão em ambas as direções da laje.
8.3 Auditório
O terceiro setor do complexo correspondente ao auditório, que possui dimensões de
25x30m, tem como problema principal o não impedimento da visão da platéia, já que este
quando pronto será destinado a apresentações.
Para se obter os vãos necessários se utilizou do critério de laje nervurada e
protensão nas vigas transversais a estrutura. Esse artifício além de contribuir para a
redução da espessura da laje e o aumento da dimensão do vão livre também contribui
com a redução da carga atuante na estrutura.
As lajes utilizadas no auditório são do fabricante atex de modelo ATEX 600-150, que
tem como altura total 20 cm sendo que a espessura é de 5 cm e a nervura é feita a cada
60 cm. Essas lajes se apoiam sobre 4(quatro) vigas protendidas transversais a estrutura e
espassadas a cada 10m - vigas VS1, VS2, VS3 e VS4 na Imagem 36 - e a 2(duas) vigas
longitudinais - vigas VS5 e VS6 na Imagem 36. As vigas possuem seção retangular de
(0,8 x 1,5) metros, o que resulta em 3(três) lajes de dimensões de 10x25m.

40. P a g e | 39
Tanto as vigas longitudinais quanto as transversais se apoiam em 8(oito) pilares de
seção retangular, formando pórticos. A formação desses pórticos garante a estabilidade
da estrutura, pois as únicas cargas que atuam sobre eles é o peso próprio da cobertura e
carga variável da arquibancada. A disposição dos pilares, vigas e lajes é demonstrada na
Imagem 36.
Imagem 36: Disposição de pilares, vigas e laje em um pavimento-tipo da área destinada ao
auditório
Os pilares P1, P3, P5 e P7 serão os pilares mais solicitados, pois além de
receberem a carga da cobertura receberão uma parte da carga provinda da arquibancada,
e possuem uma altura de 8m enquanto que os pilares P2, P4, P6 e P8 terão uma altura
de 6m a fim de obter uma inclinação na cobertura. A Imagem 37 demonstra um esquema
das vigas e arquibancada apoiando sobre os pilares P1, P3, P5 e P7.

41. P a g e | 40
Imagem 37: Encontro das vigas com os pilares
Toda essa parte mencionada consiste a área destinada ao auditório em si, porém
existe um grande espaço coberto unindo a biblioteca ao auditório, formando um pátio
mostrado pela Imagem 38.
Imagem 38: Espaço destinado ao pátio

42. P a g e | 41
A cobertura desse pátio é a prolongação da cobertura do auditório, portanto ela é
inclinada dando um aspecto arquitetônico diferenciado, mas o principal motivo dessa
inclinação é garantia de um bom conforto acústico dentro do auditório.
Para que a cobertura do pátio não ficasse em balanço com um vão de 28,25m foram
colocados pilares circulares a fim de garantir a estabilidade e diminuir o vão maior para
23,20m.
A Imagem 39 demonstra o posicionamento de todos os pilares e vigas e a largura
dos vãos, enquanto que a Imagem 40 representa a estrutura que abrange o auditório e o
pátio com sua cobertura.
Por o pátio ser um espaço aberto, a ação do vento deveria ser considerado no
projeto estrutural, mas como toda a estrutura é feita em concreto armado o peso total da
estrutura é muito maior que a ação do vento, logo a ação do vento é controlada.
Imagem 39: Posicionamento de todas as vigas e pilares e tamanho dos vãos

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Imagem 40: Sistema estrutural com e sem cobertura do auditório e pátio

44. P a g e | 43
9. ENCAMINHAMENTO DE FORÇAS
A estrutura da Biblioteca Moderna foi dividida em três partes, a
biblioteca, o salão destinado a exposições e um auditório. Cada uma destas foi
tratada de maneira individual, para encontrar assim uma melhor solução
estrutural considerando a finalidade de cada ambiente.
9.1 Biblioteca
Primeiramente será tratado a distribuição das cargas na biblioteca, a
qual está sujeita a ações do tipo permanente,como o peso próprio da estrutura,
alvenaria, revestimentos e regularizações, além de estar sujeita a ações
variáveis, como sobrecarga de utilização e ações de vento.
Nas lajes, onde o vão maior supera o menor em duas vezes ou mais, a
carga distribuir-se-á apenas no vão de menor dimensão, com isso as lajes L1,
L3, L4, L6, L7, L8 farão a distribuição das cargas apenas na direção de menor
vão. Já nas lajes L2 e L5 que os vãos não possuem essa característica, de
uma dimensão ser duas vezes ou mais maior que a outra, as carga serão
distribuídas em ambos os vãos.
A Imagem 41 demonstra a disposição dos elementos estruturais, bem
como sua denominação destinada a cada estrutura.
Imagem 41: Disposição dos elementos estruturais da biblioteca.

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As cargas distribuídas nas lajes serão encaminhadas para as vigas,
como mostrado na Tabela 1.
Laje
Vigas
L1
VS7 e VS8
L2
VS1, VS2, VS3, VS8, VS9,VS10 e VS11
L3
VS11 e VS12
L4
VS7 e VS8
L5
VS3, VS4, VS8 e VS11
L6
VS11 e VS12
L7
VS7
L8
VS12
Tabela 1: Encaminhamento das cargas atuantes nas lajes para as vigas da biblioteca.
A Imagem 42 refere-se a distribuição das cargas das lajes nas vigas:
Imagem 42: Distribuição das cargas atuantes nas lajes para as vigas.
Após a distribuição das cargas sobre as vigas, estas encaminharão essas para
os pilares.

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A distribuição de cargas nas pilares, estará conforme a Tabela 2.
Vigas
Pilares
VS1
P1 e P2
VS2
P3 e P4
VS3
P5, P6, P7 e P8
VS4
P9, P10, P11 e P12
VS5
P13 e P14
VS6
P15 e P16
VS7
P1, P5, P9 e P13
VS8
P6 e P10
VS9
P3
VS10
P4
VS11
P7 e P11
VS12
P2, P8, P12 e P16
Tabela 2: Distribuição das cargas das vigas sobre os pilares
A Imagem 43 refere-se ao direcionamento das cargas atuante nas vigas em
direção aos pilares.
Imagem 43: Direcionamento das cargas das vigas para os pilares.
Com isso, foi observado que as cargas vão ser distribuídas das lajes
para as vigas e destas para os pilares, que por sua vez as encaminham para a
fundação da estrutura e por fim para o solo da maneira mostrada na Imagem
44.

47. P a g e | 46
Imagem 44: Encaminhamento das forças das lajes para as vigas, das vigas para os
pilares e dos pilares para o solo, através da fundação.
A Imagem 45 a seguir mostra em um panorama o encaminhamento geral das forças
atuantes sobre a biblioteca.
Imagem 45: Encaminhamento das forças das lajes para as vigas, das vigas para os
pilares e dos pilares para o solo, da biblioteca.

48. P a g e | 47
9.2 Sala de exposição
A distribuição das cargas referente a sala de exposição ocorrerá da
mesma maneira que a biblioteca ( laje- viga- pilar- fundação ), diferenciando-se
pelas dimensões das lajes.
A Imagem 46 demonstra como estão dispostos os elementos estruturais
referente a sala de exposição.
Imagem 46: Disposição dos elementos estruturais da sala de exposição.

49. P a g e | 48
Na Tabela 3 será apresentada a distribuição dos carregamentos nas lajes,
encaminhando-os as vigas.
Laje
Viga
L1
VS1, VS2, VS4 e VS5
L2
VS1, VS2, VS5 e VS6
L3
VS4 e VS6
Tabela 3- encaminhamento das cargas atuantes nas lajes para as vigas da sala de
exposições
Como citado acima, as cargas atuantes nas vigas serão direcionadas aos
pilares, segundo a Tabela 4.
Vigas
Pilares
VS1
P1, P2 e P3
VS2
P4, P5 e P6
VS3
P7 e P8
VS4
P1, P4 e P7
VS5
P2 e P5
VS6
P3, P6 e P8
Tabela 4- distribuição das cargas das vigas sobre os pilares na sala de exposições
A Imagem 47 a seguir demonstra o encaminhamento das cargas
atuantes nas lajes para as vigas e das vigas em direção aos pilares.
Imagem 47: Direcionamento das cargas atuantes nas lajes para as vigas e das vigas
em direção aos pilares.

50. P a g e | 49
Após serem absorvidas pelos pilares, as cargas são encaminhadas a
fundação da estrutura e deste para o solo.
A Imagem 48 mostra um panorama geral das cargas atuantes sobre a
sala de exposição e o fluxo que as mesmas seguem até serem absorvidas pelo
solo.
Imagem 48: Panorama geral do fluxo de cargas atuante sobre a exposição.
9.3 Auditório
A distribuição das cargas no auditório possui o mesmo princípio da
biblioteca e da sala de exposições, o qual consiste em distribuir as cargas
atuantes nas lajes para as vigas e delas para os pilares que as encaminham a
fundação.

51. P a g e | 50
A Imagem 49 mostra como estão dispostos os elementos estruturais do
auditório.
Imagem 49: disposição dos elementos estruturais do auditório.
Na Tabela 5 será apresentado o encaminhamento das forças das lajes
para as vigas.
Lajes
Vigas
L1
VS1 e VS2
L2
VS2 e VS3
L3
VS3 e VS4
Tabela 5 – caminho das forças atuantes nas lajes para as vigas.
A Imagem 50 mostra as cargas atuantes na laje se encaminhando em
direção as vigas e das vigas para os pilares.

52. P a g e | 51
Imagem 50: Encaminhamento das forças das lajes para as vigas e das vigas
para os pilares.
A Tabela 6, a seguir, apresentará o encaminhamento das cargas
oriundas das vigas para os pilares.
Vigas
VS1
VS2
VS3
VS4
VS5
VS6
Pilares
P1 e P2
P3 e P4
P5 e P6
P7 e P8
P1, P3, P5 e P7
P2, P4, P6 e P8
Tabela 6 – encaminhamento das forças nas vigas para os pilares.
A Imagem 51 mostra um panorama externo referente as cargas atuantes
no auditório, bem como as atuantes na cobertura, uma vez que esta segue a
linha construtiva da cobertura do próprio auditório.

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Imagem 51: Perspectiva da cobertura do pátio com encaminhamento de forças através
da estrutura.

54. P a g e | 53
10. PROCESSO CONSTRUTIVO
Para não ocorrer uma demora no prazo de entrega da obra, se optou por
construir todos os edifícios simultaneamente. Logo após a terraplanagem estar
concluída deu-se início as fundações, essas são do mesmo tipo para todos os
edifícios sendo de tubulão a céu aberto.
Depois da concretagem das fundações, as formas para os pilares e
vigas foram montadas, lembrando que os pilares de entrada do auditório
deverão ser 2m maiores que os pilares opostos. Antes da concretagem devese verificar se as medidas das formas correspondem as indicadas no projeto,
se o interior está isento de qualquer impureza que possa causar patologias e
se existe uma estanqueidade entre as formas para que não ocorra a fuga da
nata de cimento.
Deve-se ressaltar que a concretagem dos pilares não se deu até o fim
da forma, pois foi deixado um espaço entre a forma do pilar e a forma da viga a
chamada junta de concretagem, para que na hora de concretagem da viga
ocorra a solidarização destas com os pilares. Mas antes de se concretar a
junta, deve-se remover a nata superficial e fazer uma limpeza no local, a fim de
garantir a aderência com o concreto já endurecido. Depois dos pilares e vigas
estarem com uma resistência considerada, foi feita a concretagem da laje, as
formas da laje eram cubetas.
A cura dos elementos foi feita a partir da
aplicação de água.
10.1
TERRAPLANAGEM
O terreno possui uma declividade máxima de 6m, sendo o ponto mais
alto de 589m de altitude localizado no meio da Av. Terras de Santana e o ponto
mais baixo de 583m no cruzamento das ruas Rua Paulo César Braga Abelha e
Rua Francisco Salton.
Como o terreno possui uma altitude média de 586m essa altitude será a
mesma altitude utilizada para a terraplanagem, portanto será necessária uma
movimentação em torno de 38.250m³ de solo. As figuras a seguir demonstram
as respectivas medições e seus pontos de localização.

55. P a g e | 54
Imagem 51: Imagem do terreno com sua altitude.
Imagem 52: Altitude máxima de 589m

56. P a g e | 55
Imagem 53: Altitude média de 586m
Imagem 54: Altitude de 585m na Rua Paulo César Braga Abelha

57. P a g e | 56
Imagem 55: Altitude mínima de 583m no cruzamento das ruas Rua Paulo
César Braga Abelha e Rua Francisco Salton.
10.2 FUNDAÇÃO
Sabe-se que na região de Londrina, encontram-se alturas de solo de até 20
metros. O processo de escavação até a rocha sã tem um preço muito elevado.
Para diminuir os custos, tomou-se a decisão de utilizar a fundação do tipo
tubulão a céu aberto para a obra.
Tubulão a céu aberto
É uma fundação profunda, no qual elementos estruturais de fundação
são constituídos concretando-se um poço aberto no terreno, geralmente dotado
de base alargada, neste caso há descida de pessoal para alargamento da base
ou limpeza quando não há base.
Este tipo de tubulação é executado acima do nível da água ou
rebaixado, ou, em casos especiais, em que o solo se mantenha estável, sem
risco de desmoronamento e seja possível controlar a água do interior o tubulão.

58. P a g e | 57
Para execução do tubulão a céu aberto é necessário escavar manual ou
mecanicamente o fuste, alargar a base, limpá-la, e por último colocar a
armadura e concretar.
Imagem 56: Processo construtivo de um tubulão a céu aberto.
10.3 FORMAS
As formas para concretagem dos pilares, vigas, tubo do elevador e escada
serão da fabricante CSM – Formas e Sistemas Construtivos.
- Forma para os pilares de seção transversal retangular.
Para os pilares de seção transversal retangular.

59. P a g e | 58
Imagem 57: Forma do tipo Frami Xlife – CSM Formas e Sistemas Construtivos.
- Forma para os pilares com seção transversal circular.
Para os pilares de seção transversal circular serão utilizadas formas do tipo
RS.
Imagem 58: Forma do tipo RS – CSM Formas e Sistemas Construtivos.

60. P a g e | 59
- Forma para vigas de concreto armado
Imagem 59: Forma para as vigas moldadas in-loco.
- Forma para vigas protendidas
Imagem 60: Forma para vigas protendidas.

61. P a g e | 60
- Forma para escada
Imagem 61: Forma para escadas.
- Formas para as lajes nervuradas
As formas para as lajes nervuradas serão da marca Atex Brasil.
A Laje nervurada é uma laje constituída de nervuras ou barras,
interligadas por uma capa ou mesa de compressão. Em relação à laje maciça,
a laje nervurada é mais econômica por eliminar o concreto desnecessário na
região tracionada. Por ter mais altura que a maciça de mesma inércia, a laje
nervurada reduz também a ferragem.
- Forma para laje nervurada ATEX® 600-150
As Fôrmas Atex foram projetadas para suportarem os grandes esforços
requeridos durante o processo de execução da estrutura das obras. Fabricadas
com as melhores resinas termoplásticas, elas são produzidas com tecnologia
de ponta através de rigorosos critérios de qualidade.

62. P a g e | 61
Com um design que facilita sua montagem e sua retirada da laje, após a
concretagem, as Fôrmas Atex são apoiadas diretamente sobre o escoramento
eliminando o assoalho e outras tecnologias já ultrapassadas.
Imagem 62: Formas do tipo ATEX 600-150 para lajes nervuradas.