A ideia era criar um espaço adaptável para acolher uma grande variedade de eventos ao longo do ano, acomodando as condições climáticas variáveis prevalecentes na região, seja a inclemência do inverno ou a intensidade do verão.
O elemento central do projeto é a instalação de uma cobertura em pala com uma camada de vidro fotovoltaico, estendendo-se por toda a praça. Foi engenhosamente concebida para aproveitar a energia solar e gerar um fornecimento de energia sustentável para as necessidades operacionais do mercado. Com uma área total de 4 300 metros quadrados, a cobertura está estrategicamente dividida em duas plataformas distintas, nomeadamente a plataforma superior e a plataforma inferior.
Sobre o projeto
A estrutura principal é composta por uma série de treliças de aço com um vão total de 45 metros, apresentando um vão central de 29,6 metros e consolas de 7,7 metros de cada lado da cobertura. Estas treliças estão dispostas em paralelo, mantendo um espaçamento de 7,4 metros entre si. A treliça principal apresenta uma altura variável, atingindo aproximadamente 2,5 metros acima dos pilares e 2 metros a meio vão. Adicionalmente, a estrutura incorpora madres tubulares às quais o vidro estrutural fotovoltaico está fixado.
De acordo com as especificações arquitetónicas, toda a estrutura foi meticulosamente projetada utilizando secções ocas circulares. As particularidades do processo de produção exigiram a classificação da estrutura de aço na classe de execução EXC3, de acordo com a norma EN 1090-2.
Desafios de engenharia
A estrutura de aço colocou inúmeros desafios, com muitas complexidades. A maioria deles decorre dos requisitos do arquiteto do projeto e do facto de toda a estrutura ter sido concebida inteiramente com perfis CHS. Para perfis CHS, existe, em geral, muito pouca orientação nas normas, sendo normalmente necessárias soluções numéricas mais avançadas. Este é especialmente o caso com geometrias tão complexas, resultando em nós onde elementos estruturais de diferentes direções convergem simultaneamente.
Também digno de menção foi o problema da necessidade de transportabilidade numa área com restrições rigorosas à circulação de veículos pesados, o que constituiu um obstáculo significativo. Consequentemente, as treliças principais, cada uma com 45 metros de vão, tiveram de ser divididas em segmentos menores, capazes de ser pré-montados no local antes da montagem final, gerindo eficazmente as condicionantes logísticas.
Além disso, a imposição de contra-flechas nas treliças principais tornou-se imperativa para regular com precisão as deformações na estrutura de aço. Esta medida foi crucial dada a sensibilidade da cobertura de vidro a deformações significativas, exigindo um controlo meticuloso dos elementos estruturais.
Soluções e resultados
Devido à geometria complexa das ligações, a abordagem adotada no seu dimensionamento baseou-se num processo iterativo. Este processo seria muito moroso devido à modelação fastidiosa, não fosse a opção de ligação BIM entre o IDEA StatiCa e o Tekla Structures. O IDEA StatiCa Connection foi então utilizado principalmente para analisar o comportamento das ligações.
Sem o software IDEA StatiCa, o processo de dimensionamento das ligações de aço num projeto com estas características teria sido extremamente difícil. A interoperabilidade entre o IDEA StatiCa, o software de modelação BIM e o software de análise estrutural permitiu uma interessante otimização do processo.
José Manuel Silva
Diretor Técnico e Engenheiro Estrutural – STEELPLAN
Portugal
Na primeira fase, as ligações foram dimensionadas numa perspetiva analítica e mesmo com uma componente importante de conhecimento empírico. O resultado desta fase de dimensionamento foi incorporado no modelo BIM, desenvolvido em Tekla Structures, e o seu dimensionamento foi compatibilizado com a geometria dos nós e as singularidades da estrutura.
Na segunda fase, a geometria refinada foi importada diretamente do Tekla Structures para o IDEA StatiCa, e todas as verificações de segurança e ajustes foram realizados para atingir o dimensionamento final.
Para além da análise EPS clássica, os perfis CHS, tal como outros perfis de parede fina, tiveram de ser verificados quanto à forma de encurvadura. E infelizmente, devido ao elevado número de barras ligadas ao pilar principal, surgiu um problema de encurvadura. No entanto, a equipa de engenharia da Steelplan (José Manuel Silva, João Pimenta) conseguiu encontrar uma solução elegante que satisfazia os requisitos arquitetónicos e garantia a segurança da estrutura.
A análise por Método dos Elementos Finitos é necessária para projetar uma ligação tão complexa e observar o comportamento real sob uma determinada carga. E é exatamente isso que o IDEA StatiCa lhe oferece. Pode facilmente modificar e calcular a ligação novamente em pouco tempo.
João Pimenta
Engenheiro Estrutural de Aço – STEELPLAN
Portugal
Originalmente, as chapas de ligação soldadas à superfície foram substituídas por chapas que atravessam toda a secção transversal do pilar principal, formando uma "cruz" no interior da secção oca. Isto permitiu que as dimensões dos elementos principais permanecessem praticamente inalteradas em relação ao dimensionamento original.
Após algumas iterações, a geometria final ficou perfeitamente definida e todas as verificações de segurança, de acordo com os Eurocódigos, foram realizadas.
Sobre a Steelplan
A Steelplan desenvolve a sua atividade no dimensionamento e pormenorização de estruturas de aço, modelação BIM e preparação de trabalhos para empresas de construção metálica. A Steelplan está sediada em Braga, no norte de Portugal, uma região de grande destaque na construção metálica em Portugal.
A experiência da empresa baseia-se na dinâmica e no conhecimento dos seus engenheiros, com uma vasta experiência na indústria metalomecânica e no seu envolvimento em projetos de referência a nível nacional e internacional.
Experimente o IDEA StatiCa gratuitamente
Comece hoje o seu período de teste e usufrua de 14 dias de acesso total e de serviços gratuitos.
Iniciar período de teste gratuito
