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Dissertação de Mestrado
DOI
Documento
Autor
Nome completo
Alfredo Henrique Haydamus
E-mail
Unidade da USP
Área do Conhecimento
Data de Defesa
Imprenta
São Paulo, 2019
Orientador
Banca examinadora
Lara, Arthur Hunold (Presidente)
Pratschke, Anja
Vizotto, Isaias
Título em português
Busca da forma aplicada a sistemas de cabos de aço retesados
Palavras-chave em português
Busca da forma
Estruturas de cabos de aço retesados
Frei Otto
Método das densidades de forças
Modelo de correntes e molas
Resumo em português
Esta dissertação trata das metodologias de busca da forma (form finding) aplicadas a sistemas estruturais de cabos de aço retesados, destacando aquelas que foram amplamente utilizadas pelo arquiteto alemão Frei Otto: modelos físicos de correntes e molas e o método numérico das Densidades de Forças. O método de Relaxação Dinâmica, as soluções gráficas, modelos de correntes e pesos, assim como os de películas de sabão, também foram analisados de modo breve. O trabalho objetivou examinar as singularidades de tais metodologias de concepção estrutural. Tarefa que foi realizada, em primeiro lugar, por meio da revisão da literatura crítica acerca do emprego e do desenvolvimento das tecnologias de sistemas de cabos de aço retesados. Em seguida, partindo das obras examinadas, simulou-se quatro situações de projetos de estruturas retesadas, que foram executadas através da construção de modelos físicos e numéricos. As maquetes físicas foram construídas por meio de modelos de correntes e molas, e tiveram o intuito de fornecer dados de ordem qualitativa acerca do comportamento estrutural. As representações digitais, por sua vez, foram desenvolvidas com o método das Densidades de Forças, por intermédio do software Rhinoceros e do seu plug-in Grasshopper. Elas permitiram avaliar critérios quantitativos, como precisão, conformidade e eficiência. Por fim, os resultados obtidos através dos modelos físicos foram comparados aos experimentos digitais, com o intuito de analisar as especificidades de cada alternativa, buscando compreender as vantagens e limites de suas aplicações práticas.
Título em inglês
Form finding techniques for steel cable structures
Palavras-chave em inglês
Force density method
Form finding
Frei Otto
Spring models
Steel cable structures
Resumo em inglês
This work presents two form finding methodologies applied to steel cable structures, physical model with springs and Force Density Method, both widely used by Frei Otto and his team. Other techniques are also studied; e.g. chains models, soap film models, graphic solutions and Dynamic Relaxation Method. Firstly, the historical developments of form-active structures were listed, together with a series of projects that became technical and conceptual milestones in the Brazilian and international scenario. Secondly, the process of manufacturing two form finding models is reported, one physical spring model and one numerical Force Density Method performed with computer-aided design (CAD) application Rhinoceros and its plug-in Grasshopper. Both models were carried out aiming to investigate their advantages and limits. Lastly, four experimental case studies were selected, based on projects studied in the first phase of this work. Diverse typologies and boundary conditions were chosen for comparative evaluation of the qualitative physical model and the numerical one. The appraisal of the modeling techniques' efficiency and robustness levels was done through analysis of the differences between nodes' coordinates and bars' lengths obtained through each method.
 
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Data de Publicação
2019-08-07
 
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