Por definição, “estrutura” é um termo bastante abrangente e amplamente utilizado em diferentes disciplinas. Na arquitetura, por sua vez, a expressão “estrutura” pode ser utilizada tanto para referir-se a uma obra construída quanto para descrever o conjunto de elementos portantes que compõe um edifício, responsáveis por distribuir e transmitir suas as cargas até o solo.
Ainda assim, se formos analisar o conceito de “estrutura” de um ponto de vista meramente formal ou funcional, o campo de estudo das “estruturas” pode ser dividido em diferentes níveis ou categorias.
Primeiramente, toda e qualquer estrutura é desenhada e calculada de acordo com uma série de regras pré-estabelecidas que variam de material para material. Em um segundo momento, é preciso ter certeza que a estrutura projetada atende a todos os requisitos básicos e normas de segurança.
Tipos de estruturas
Embora o conceito de “estrutura” seja bastante abrangente, ele pode ser dividido em diversas categorias. A primeira classe de estruturas engloba aquelas controladas por princípios naturais, como as estruturas matemáticas (produzidas através de cálculos) e turbulentas (produzidas em meios fluidos).
Um segundo tipo de estruturas são aquelas nascidas da subjetividade, como as estruturas encontradas em obras de arte, seja na composição de uma imagem, nas melodias da música ou no suporte interno de uma escultura. Essas estruturas seguem regras criadas pela consciência subjetiva das pessoas, estruturas que expressam as emoções internas ou conceitos abstratos dos artistas que as produzem.
Na terceira categoria de estruturas, relativamente mais próxima daquelas encontradas em um projeto estrutural, encontram-se as estruturas que passam por processos evolutivos ou de desenvolvimento continuo. Isso tem a ver com o próprio conceito de estrutura relacionado à arquitetura, o qual compreende um processo evolutivo ao longo do desenvolvimento do projeto.
Estruturas de circulação
A Passarela de Pedestres de Pingshan está localizada no portão da Pingshan High School, na cidade de Shenzhen, China. Desenvolvida em estreita colaboração ente a NODE Architecture & Urbanism e o AND office, a Passarela de Pedestres de Pingshan é uma estrutura de 70 metros de comprimento construída para conectar as duas margens do rio Pingshan da cidade chinesa de Shenzhen.
Para melhor distribuir o fluxo de perderes que chegam ou partem da escola junto a estrada Zhenhuan, a ponte foi projetada em forma de “Y” para evitar o congestionamento na saída da passarela. Além disso, sua estrutura coberta foi concebida para melhor se adaptar às altas temperaturas durante o verão e ao clima chuvoso típico da região de Shenzhen.
Durante o longo processo de projeto, desenvolvido de forma colaborativa entre os arquitetos e os engenheiros estruturais, a equipe desenvolveu uma solução de piso em forma de “Y” com uma cobertura leve e laterais abertas. Ao invés de utilizar um tradicional sistema em estrutura treliçada, a equipe de projeto desenvolveu uma solução unificada na qual as placas de piso e cobertura trabalham em conjunto.
Como resultado, a estrutura da ponte parece simples e complexa ao mesmo tempo, enquanto a estrutra portante em si, fica dissimulada na forma final da passarela.
O suporte simples encontrado na bifurcação da ponte permite que o plano de cobertura se projete em balanço, permitindo atirantar a plataforma que aterriza na segunda margem do rio.
A solução atirantada foi utilizada deliberadamente para cria uma maior transparência ao final da passarela a medida que ela se bifurca ao aproximar-se do chão. Como resultado, revela-se uma estrutura em perfeito equilíbrio, contrastando o peso da coluna de suporte e a leveza do trecho atirantado.
Estruturas que integram o antigo e o moderno
O Museu de Arte Moderna de Xangai, localizado às margens do rio Huangpu, é ótimo um exemplo de reutilização capaz de integrar o velho e o novo.
Apropriando-se do conceito de “chapéu de bambu”, uma estrutura de cobertura tradicional na arquitetura chinesa, o projeto estrutural do museu opera da seguinte forma: todas as novas adições foram executadas em estrutura leve de aço; sendo que a treliça da cobertura foi dimensionada para suportar os pavimentos inferiores, o quais encontram-se atirantados à treliça através de cabos de aço.
Desta forma, além de minimizar os pontos de apoio no solo e a necessidade de construir novas fundações, cada pavimento atirantado à cobertura foi nivelado de forma a coincidir com os demais pavimentos da estrutura existente, criando novas conexões sem a necessidade de grandes intervenções; além disso, a seção dos cabos de suporte é de apenas 50 mm, algo que permite integrar facilmente a nova “estrutura” ao sistema de fachada.
Desta forma, a nova estrutura parece “revestir” a antiga, adaptando-se perfeitamente a ela, ao mesmo tempo que, marca evidentemente uma clara separação entre o novo e o velho.
A equipe responsável pelo projeto de arquitetura, o Atelier Deshaus, acredita que, a nova cobertura se encaixa perfeitamente à estrutura principal do edifício existente. O antigo edifício em ruínas havia perdido seu significado e sua função, mas com a adição da nova estrutura, o passado foi ressignificado e trazido de volta à vida.
Penando nisso, a equipe de engenharia do AND Office decidiu apropriar-se da antiga estrutura, fornecendo suporte para a nova cobertura de aço—que representa a alma do novo edifício do Museu de Arte Moderna de Xangai. Entretanto, a estrutura existente não era capaz de sozinha suportar o peso de todas as novas adições, mas como ela ainda carrega a maior parte do peso, torna-se uma parte indispensável no projeto como um todo. Desta forma, o edifício foi ressignificado e as velhas ruínas voltaram à vida.
Estruturas que re-interpretam as tecnologias construtivas tradicionais
O “Pavilhão Vermelho” é a porta de entrada para a Conferência Mundial da Internet em Wuzhen. Para a construção deste portal de acesso, os arquitetos se apropriaram de uma solução estrutural bastante tradicional, baseada em arcos de compressão em tijolos. Procurando levar uma das tecnologias construtivas mais antigas e tradicionais ao limite, eles criaram grandes vãos e utilizaram de novas tecnologias de construção paramétrica para alcançar uma maior eficiência estrutural, obtendo a máxima resistência com a menor seção possível.
Implantado sobre uma base circular de trinta metros de diâmetro, o edifício-casca cobre uma área total de 273 metros quadrados, sendo que o corpo principal encontra-se elevado acima do solo, pousando suavemente sobre cinco pontos de apoio.
Formando uma concha auto-portante à compressão com uma superfície total de 625 metros quadrados, o vão máximo alcançado é de pouco mais de 40 metros com uma espessura de apenas 150 mm.
Para a construção da estrutura de tijolos os engenheiros utilizaram diferentes coeficientes para cada um dos arcos, resultado em uma forma complexa e equilibrada que procura responder às demandas específicas de cada seção, como a altura livre e o grau de inclinação dos arcos, assim como a capacidade de suporte e o ângulo de aterrisagem.
Os tijolos foram fabricados com argila e argamassa à base de polímero. A estrutura dos arcos, por sua vez, é composta por uma tripla camada de tijolos intercaladas por duas camadas de argamassa. A base de suporte dos arcos, responsável por distribuir as cargas das conchas uniformemente através da estrutura, foi executada em concreto armado com espessuras que variam entre 450 e 750 mm. O sistema final acabado é uma mistura de arco à compressão e estrutura de concreto armado, uma solução que permite um melhor desempenho das duas tecnologias construtivas.
O futuro do projeto de estruturas
Yimin Guo, professor associado da Escola de Arquitetura da Southeast University, afirmou que:
“Estruturas arquitetônicas se parecem muito como o corpo humano. Corpos equilibrados são mais ágeis, leves e fortes. Construir a estrutura de uma casa é como vestir um corpo nu. Embora as roupas sirvam como um revestimento para o corpo, ainda assim é possível observar as formas que se escondem sobre elas.
Do ponto de vista estrutural, o valor de um bom projeto de engenharia não é apenas garantir a adequação às normas e a segurança dos usuários. É nosso dever como engenheiros e arquitetos buscar um caminho intermediário onde a estrutura e a arquitetura operam em perfeita sincronia. Neste sentido, poderemos tirara o que há de melhor em cada material, em cada estrutura e em cada edifício.
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