Tese de mestrado. Engenharia de Serviços e Gestão. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

Tese de Doutoramento. Líderes para Indústrias Tecnológicas. Faculdade de Engenharia. Universidade do Porto. 2012

[pt] O Ensino e a prática em áreas tão próximas como Design e Arquitetura apresentam aspectos comuns e aspectos específicos de cada uma das áreas. Os depoimentos e opiniões deste trabalho foram obtidos em levantamentos bibliográficos, estudos de caso e entrevistas realizadas junto a profissionais que atuam em Design e Arquitetura. Como projetistas iniciam e desenvolvem seus projetos, se relacionam com os clientes, as prescrições e necessidades, locais e o trabalho em equipe. A união das áreas de conhecimento e os processos de produção, a tecnologia e os materiais e suas importâncias para designers e arquitetos. O ensino em Design e Arquitetura, profissionais que ensinam e estudos de caso de disciplinas de Projeto nas duas áreas. As interações nas formas de ensinar e de projetar em Design e Arquitetura. / [en] Teaching and best practices in Design and Architecture introduce common and specific aspects related to these areas. The testimonials and opinions in this work were obtained through bibliographic, cases studies and interviews conducted with professionals in the Design and Architecture field. As project leaders they develop their projects, interact with clients, define project requirements and the team dynamics. The unification of: knowledge, production processes, technology, required resources and their importance to Designers and Architects. This work addresses the academic approaches applied by lecturers, case studies and best practices adopted by active professionals in Design and Architecture. As well as the interactions between Design and Architecture academic and practical approaches.

As estruturas de membrana empregadas em coberturas são sistemas construtivos formados principalmente pela membrana estrutural, que ainda tem a função de vedar. As membranas estruturais são folhas flexíveis que resistem às ações externas devido à sua forma, às suas características físicas e ao seu pré tracionamento. O pré-tracionamento da membrana pode ser alcançado, ou através do seu estiramento por meio de cabos (estruturas de membrana protendida por cabos), ou através da atuação da pressão de gases (estruturas pneumáticas). Ambas estão sendo usadas em coberturas de centros esportivos, de áreas comerciais e de construções industriais ou agro-industriais. Todavia, as estruturas de membrana são pouco conhecidas, estudadas e empregadas no Brasil. Neste contexto, este trabalho tem como objetivos sistematizar o conhecimento científico existente sobre o tema e introduzi-lo no Brasil e, também, apontar caminhos para investigação científica sobre as estruturas de membrana no país. Apresenta o sistema construtivo, o processo de projetar e os métodos de análise das estruturas de membrana empregadas em coberturas. Sistematiza o projeto de estruturas de membrana, através de recomendações e de estudo de caso. Propõe um modelo de pesquisa integrado voltado para o desenvolvimento desta tecnologia no Brasil. Este deve auxiliar a coordenação e a compatibilização dos esforços de investigação científica nas diversas áreas do conhecimento envolvidas no desenvolvimento das estruturas de membrana / Membrane structures used in roofs are constructive systems formed mainly by structural membrane, which has also the function of sealing. Structural membranes are flexible sheets that resist to external loads due to their form, to their physical characteristics and to their pre-stressing. The pre-stressing of the membrane can be achieved either through its stretching using cables (surface-tensioned membranes) or through gases pressurization (pneumatic structures). These structures are being utilized in roofs over airports, stadiums, industrial facilities, shopping precincts and buildings for industrial or agricultural use, among others. However, membrane structures are not yet well known, studied and used here in Brazil. In this context, this work has as objectives to systematize the scientific knowledge existent on the theme, to introduce it in Brazil and, also, to point out ways for scientific investigation on membrane structures in this country. This research presents the constructive system, the design process and the analysis methods of membrane structures used in roofs. This work systematizes the membrane structural design, with recommendations and study of case. This work proposes an integrated model of research for this technology development in Brazil. This model should assist the coordination and the mutual appreciation of the scientific investigation efforts in the different knowledge areas involved in the membrane structure development

As estruturas de membrana empregadas em coberturas são sistemas construtivos formados principalmente pela membrana estrutural, que ainda tem a função de vedar. As membranas estruturais são folhas flexíveis que resistem às ações externas devido à sua forma, às suas características físicas e ao seu pré tracionamento. O pré-tracionamento da membrana pode ser alcançado, ou através do seu estiramento por meio de cabos (estruturas de membrana protendida por cabos), ou através da atuação da pressão de gases (estruturas pneumáticas). Ambas estão sendo usadas em coberturas de centros esportivos, de áreas comerciais e de construções industriais ou agro-industriais. Todavia, as estruturas de membrana são pouco conhecidas, estudadas e empregadas no Brasil. Neste contexto, este trabalho tem como objetivos sistematizar o conhecimento científico existente sobre o tema e introduzi-lo no Brasil e, também, apontar caminhos para investigação científica sobre as estruturas de membrana no país. Apresenta o sistema construtivo, o processo de projetar e os métodos de análise das estruturas de membrana empregadas em coberturas. Sistematiza o projeto de estruturas de membrana, através de recomendações e de estudo de caso. Propõe um modelo de pesquisa integrado voltado para o desenvolvimento desta tecnologia no Brasil. Este deve auxiliar a coordenação e a compatibilização dos esforços de investigação científica nas diversas áreas do conhecimento envolvidas no desenvolvimento das estruturas de membrana / Membrane structures used in roofs are constructive systems formed mainly by structural membrane, which has also the function of sealing. Structural membranes are flexible sheets that resist to external loads due to their form, to their physical characteristics and to their pre-stressing. The pre-stressing of the membrane can be achieved either through its stretching using cables (surface-tensioned membranes) or through gases pressurization (pneumatic structures). These structures are being utilized in roofs over airports, stadiums, industrial facilities, shopping precincts and buildings for industrial or agricultural use, among others. However, membrane structures are not yet well known, studied and used here in Brazil. In this context, this work has as objectives to systematize the scientific knowledge existent on the theme, to introduce it in Brazil and, also, to point out ways for scientific investigation on membrane structures in this country. This research presents the constructive system, the design process and the analysis methods of membrane structures used in roofs. This work systematizes the membrane structural design, with recommendations and study of case. This work proposes an integrated model of research for this technology development in Brazil. This model should assist the coordination and the mutual appreciation of the scientific investigation efforts in the different knowledge areas involved in the membrane structure development

[pt] A necessidade de aumentar a produtividade no setor da construção civil estimulou investimentos em soluções digitais e a incorporação de princípios de manufatura na cadeia construtiva. A implementação de elementos estruturais padronizados fabricados fora do canteiro de obra é considerada uma prática válida para atingir este objetivo. O projeto para fabricação e montagem é um conceito que envolve diretrizes a serem consideradas no desenvolvimento do projeto, cuja finalidade é facilitar a fabricação e montagem de componentes. A metodologia BIM pode incorporar análises de planejamento e construtibilidade para apoiar a tomada de decisão no contexto de construções replicáveis em escala de concreto armado. A presente investigação inclui uma revisão sistemática da literatura que orientou a pesquisa. Com base na SLR (Structured Literature Review), foi desenvolvido um Manual de Entrega de Informações que propõe um novo fluxo de trabalho no qual os estudos de planejamento construtivo e princípios de fabricação e montagem são agregados nos estágios iniciais do projeto para aproveitar a colaboração intrínseca da metodologia BIM. Para ilustrar o fluxo de trabalho proposto no IDM (Information Delivery Manual) desenvolvido é apresentado um experimento de um complexo de escolas. As informações do modelo parametrizado serviram como dados de entrada para as análises realizadas permitindo assim que pudessem ser comtemplados diferentes cenários de soluções estruturais. Os resultados obtidos pelo experimento indicam que a consideração de elementos de concreto pré-fabricado nem sempre vai contra os interesses econômicos, práticos e estéticos. Por fim, as análises de planejamento e construtibilidade são parâmetros importantes nas tomadas de decisão para aprimorar a identificação de oportunidades de melhorias no projeto e potencializar a eficiência de trabalho no canteiro de obra. / [en] The need to increase the civil construction sector stimulates investments in digital solutions and manufacturing principles in construction industry. The employment of standardized structural elements manufactured off-site construction, such as structural precast element, is considered a valid practice to achieve this purpose. The Design for Manufacturing and Assembly (DFMA) is a concept that involves guidelines considered in the development of the project and has the objective to facilitate the manufacturing and assembly of a product or component. Building Information Modeling (BIM) methodology can incorporate planning and constructability analysis to support decision making in the context of scalable and replicable concrete building projects. The present investigation includes a Structured Literature Review (SLR) that guided the research. Based on the SLR, an Information Delivery Manual (IDM) was developed to propose a new workflow in which the studies of construction planning and the application of manufacturing and assembly principles are considered in the early stages of design to take advantage of the collaboration intrinsic to the BIM methodology. An experiment of a school complex is presented to illustrate the workflow proposed in the developed IDM. The parametric model information was the key input to run analyzes in different structural solutions scenarios. The results indicated that the consideration of precast concrete elements does not always contradict economic, practical and aesthetic interests. Finally, planning and constructability analyzes are important parameters in decision-making, enhancing the recognition of opportunities for improvement in the project and increasing the efficiency of work in the construction site.

[pt] A necessidade de diminuir os impactos ambientais provenientes da indústria da construção civil estimulou a criação de acordos governamentais ao redor do mundo, métricas quantitativas de impactos ambientais, novos materiais e novas técnicas e conceitos para o desenvolvimento de projetos sustentáveis. A reutilização de materiais com alto índice de energia incorporada, como os elementos estruturais de aço, é considerada uma prática válida para atingir este objetivo, sendo mais sustentável do que a reciclagem do aço em termos de emissão de dióxido de carbono, energia incorporada, processamentos e, em alguns casos, transporte. O projeto para desmontar é um conceito aliado à prática de reutilização de aço estrutural e dos demais materiais de construção, promovendo o planejamento de desmontes futuros e contribuição da cadeia de suprimentos com materiais para reutilização. Além disso, o BIM fornece um ambiente promissor para a troca de informações durante todo o ciclo de vida da construção, assim como um novo fluxo de trabalho e informações na fase de concepção de projetos que promove melhorias nas tomadas de decisão no contexto de construções sustentáveis. Este trabalho propõe uma nova dinâmica de troca de informações através de um IDM (Information Delivery Manual) da concepção de um projeto com baixos índices de impactos ambientais a partir da Avaliação do Ciclo de Vida e reutilização de materiais. A Avaliação do Ciclo de Vida de cenários de uma edificação foi utilizado para desenvolver as tarefas propostas pelo IDM. Os resultados obtidos pelos experimentos indicam que o desenvolvimento de um projeto sustentável não interfere significativamente com os interesses econômicos, práticos, estéticos e que a inclusão da Avaliação do Ciclo de Vida é um fator importante nas tomadas de decisões na fase de projeto para melhorar o desempenho ambiental dos materiais utilizados. / [en] The necessity to reduce environmental impacts caused by construction industry promoted the creation of several government agreements around the world, quantitative measures of environmental impacts, new materials and new techniques and concepts for sustainable projects. Reusing materials with a high index of embodied energy, such as structural steel elements, is considered a valid practice to achieve this objective. Steel reuse is more sustainable than recycling in terms of carbon dioxide emissions, embodied energy, processing and, in some cases, transportation. The DfD (Design for Disassembly) is a concept allied to the practice of structural steel reuse and other building materials, planning future disassembly and contributing to the supply chain with reusable materials. Moreover, BIM provides a promising environment for the exchange of information throughout the buildings life cycle, as well as a new workflow in the conceptual design phase, which improves the decision making process in the context of sustainable constructions. This work proposes a new dynamic in terms of information exchange through an IDM (Information Delivery Manual) for developing a project with low levels of environmental impact using LCA (Life Cycle Assessment) and material reuse. A building s LCA study was used to develop the analysis and interpretation of environmental impact of projects conceived using the proposed IDM. The results indicate that the development of a sustainable project does not significantly interfere with the economic, practical and aesthetic interests and that including LCA is an important parameter in decision-making at the design stage to improve the environmental performance of the materials used.