Elo Recíproco [recurso eletrônico] : um novo sistema de conexões para estruturas recíprocas desenvolvido por modelagem algorítmica e fabricação digital
Caio Magalhães Castriotto
TESE
Português
T/UNICAMP C279e
[Reciprocal Link]
Campinas, SP : [s.n.], 2023.
1 recurso online (393 p.) : il., digital, arquivo PDF.
Orientadores: Maria Gabriela Caffarena Celani, Felipe Tavares da Silva
Tese (doutorado) - Universidade Estadual de Campinas, Faculdade de Engenharia Civil, Arquitetura e Urbanismo
Resumo: A indústria da construção civil é uma das principais responsáveis pela emissão de gases de efeito estufa, consumo de recursos naturais e geração de resíduos sólidos urbanos. Por isso, é fundamental encontrar alternativas mais sustentáveis, sendo uma delas o incentivo do uso da madeira....
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Resumo: A indústria da construção civil é uma das principais responsáveis pela emissão de gases de efeito estufa, consumo de recursos naturais e geração de resíduos sólidos urbanos. Por isso, é fundamental encontrar alternativas mais sustentáveis, sendo uma delas o incentivo do uso da madeira. Porém, a compreensão sobre a materialidade pode não ser suficiente para incentivar o uso do material ou solucionar problemas complexos. Uma possibilidade para solucionar essa questão é vislumbrada na revisitação de sistemas construtivos que tirem proveito das características do material. Esse é o caso das Estruturas Recíprocas (ERs), que possibilitam a construção de grandes vãos, com uso de elementos relativamente curtos e um processo de montagem simplificado. Um dos principais desafios dessas estruturas é encontrado no mecanismo de conexão entre as partes, que pode ser a chave para solucionar as complexidades geométricas e estruturais. Assim, o objetivo desta pesquisa é a concepção do Elo Recíproco: um método algorítmico-paramétrico, que gere automaticamente diferentes arranjos de ERs em madeira, aliado à criação de um novo sistema de conexões adaptativo e imbuído da complexidade geométrica das estruturas. Para isso, a pesquisa adota o método Design Science Research, baseado em processos abdutivos que estimulam a criação de um Artefato. A fundamentação teórica foca os temas madeira como material construtivo, mudanças sobre a produção do detalhe arquitetônico e processos digitais de projeto e fabricação. Soma-se a isso uma Revisão Sistemática da Literatura sobre ERs. O desenvolvimento perseguiu a consolidação dos produtos estipulados pelo método científico, com a compreensão das principais características geométricas das ERs e as diretrizes para as conexões; a criação e o refinamento de um algoritmo, feito de forma iterativa e incremental; a geração de séries de modelos físicos e virtuais, explorando aspectos geométricos e estruturais e; a fabricação de um pequeno pavilhão, em escala 1:1, como prova de conceito. Os resultados obtidos indicam o pleno funcionamento do algoritmo, a realização do sistema de conexões Tipo Morsa e percepções iniciais sobre o comportamento e desempenho estrutural. Além disso, são feitas reflexões sobre a importância de incorporar o detalhe arquitetônico nas etapas iniciais do processo de projeto, como um mecanismo capaz de solucionar problemas antigos e novos. As principais limitações encontradas são relacionadas a formas de fabricação e a aspectos estruturais, mas são indicados caminhos possíveis para superar tais obstáculos
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Abstract: The civil construction industry is one of the main responsibles for the emission of greenhouse gases, consumption of natural resources and generation of solid urban waste. Therefore, it is essential to find more sustainable alternatives, one of them being the encouragement of the use of...
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Abstract: The civil construction industry is one of the main responsibles for the emission of greenhouse gases, consumption of natural resources and generation of solid urban waste. Therefore, it is essential to find more sustainable alternatives, one of them being the encouragement of the use of wood. However, understanding the materiality may not be enough to encourage the material use or to solve complex problems. One possibility to solve this issue is glimpsed in revisiting building systems that take advantage of the material’s characteristics. This is the case of Reciprocal Frame Structures (RFs), which allow the construction of large spans, using relatively short elements and a simplified assembly process. One of the main challenges of these structures is found in the connection mechanism between the parts, which can be the key to solve geometric and structural complexities. Thus, the goal of this research is the design of the Reciprocal Link: an algorithmic-parametric method, which automatically generates different arrangements of wooden RFs, combined with the creation of a new adaptive connection system imbued with the geometric complexity of the structures. For this, the research adopts the Design Science Research method, based on abductive processes that stimulate the creation of an Artifact. The theoretical foundation focuses on the themes of wood as a building material, changes in the production of architectural detailing, and digital design and manufacturing processes. Added to this is a Systematic Literature Review on RFs. The development pursued the consolidation of the products stipulated by the scientific method, with the comprehension of the main characteristics of the RFs and the guidelines for the connections; the creation and refinement of an algorithm, done in an iterative and incremental way; the generation of series of physical and virtual models, exploring geometric and structural aspects; and fabrication of a small pavilion, in a 1:1 scale, as a proof of concept. The obtained results indicate the full functionality of the algorithm, the realization of the Clamp Type connection system, and initial insights of the structural behavior and performance. Furthermore, reflections are made about the importance of incorporating the architectural detail in the early stages of the design process, as a mechanism capable of solving old and new problems. The main limitations found are related to manufacturing processes and structural aspects, but possible paths to overcome such obstacles are indicated
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Celani, Maria Gabriela Caffarena, 1967-
Orientador
Silva, Felipe Tavares da, 1980-
Coorientador
Pauletti, Ruy Marcelo de Oliveira
Avaliador
Calil Júnior, Carlito
Avaliador
Martinez, Andressa Carmo Pena
Avaliador
Elo Recíproco [recurso eletrônico] : um novo sistema de conexões para estruturas recíprocas desenvolvido por modelagem algorítmica e fabricação digital
Caio Magalhães Castriotto
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