Sobre o projeto
Composta por quatro torres ligadas por três pontes de treliça de aço fabricadas, a estrutura apresentava uma geometria complexa. Utilizando o IDEA StatiCa, Dallas Lee, engenheiro principal do Robert Bird Group, e a sua equipa obtiveram a flexibilidade precisa necessária para modelar os nós de treliça tridimensionais com exatidão, segurança e eficiência.
O Queen's Wharf Skydeck é construído em aço e compreende três vãos de 25 m, 30 m e 35 m, fazendo a ligação entre as torres do empreendimento (denominadas IT1, IT2, IT3 e IT4). Dois vãos (entre IT1 e IT2 e entre IT3 e IT4) são projetados com juntas de movimento permanentes para permitir o movimento independente das torres ligadas. O vão IT1-2 apresentou um desafio único. Faz a ligação a partir do lado da torre IT1 a partir de um tabuleiro fixo, projetando-se até 12 m a partir da linha de fachada da torre, exigindo uma junta de articulação sofisticada.
Os vãos do Skydeck são montados e revestidos ao nível do podium, sendo depois deslizados horizontalmente para a posição através de um sistema de carris, antes de serem içados verticalmente por cordoalha.
Devido à natureza do projeto, a interseção dos nós onde as treliças se ligam tornou-se complexa. Dallas Lee e a sua equipa nunca tinham encontrado nenhum software que cobrisse esse tipo de ligações sem as modelar de raiz no seu programa de análise por elementos finitos, o que era inaceitavelmente lento.
Desafios de engenharia
O projeto inclui quatro torres com uma ponte aérea entre as torres IT2 e IT3. A principal razão para utilizar o IDEA StatiCa foi projetar os nós de treliça complexos no Skydeck entre as torres IT1 e IT2 e IT3 e IT4.
Dado o nível de complexidade nestes nós e nas suas proximidades, modelá-los em software de elementos finitos tradicional teria demorado demasiado tempo. Verificaram que o IDEA StatiCa era ideal para modelar tais ligações de forma rápida.
Outro aspeto único do projeto é que as torres IT 1 e 2 têm respostas sísmicas muito diferentes, pelo que se movem de forma distinta. Isto significa que, se os tabuleiros entre as torres tivessem sido bloqueados, desenvolver-se-iam grandes forças internas.
Para ultrapassar este problema, foi utilizada uma junta de movimento de articulação para que os tabuleiros possam pivotar nesse ponto. Para conseguir este pivô, foi utilizado um apoio assente sobre um consolo de aço no interior. Isto resultou na necessidade de projetar ligações de aço fabricadas à medida muito complexas para o conseguir.
Durante o projeto, o perfil do tabuleiro exigiu atenção especial. Anteriormente, tinha a forma de casco de barco em perfil. Ao introduzir uma inflexão tanto na superfície superior como na face inferior, tornou-se necessário ter ligações de aço muito complexas, onde a viga secundária se inflete ao longo da linha da treliça principal.
Dallas e a sua equipa tiveram também de resolver outras ligações muito criativas devido às rigorosas decisões arquitetónicas sobre a forma de executar o projeto. O IDEA StatiCa permitiu-lhes superar todos estes obstáculos e ganhar confiança na sua capacidade de concretizar todos os projetos de ligações com precisão, independentemente da sua complexidade.
Soluções e resultados
A principal conclusão do projeto para Dallas e a sua equipa foi a confiança que ele e a sua equipa sentiram nos seus projetos. Em vez de utilizarem um modelo de elementos finitos convencional, esta confiança deveu-se em grande parte aos testes realizados com o IDEA StatiCa.
Conseguiram também desenvolver um fluxo de trabalho onde podiam extrair a geometria dos elementos e as forças nos elementos do seu modelo de análise por elementos finitos. Configuraram um script Python para extrair os dados do Strand7 para o formato de ficheiro SAF, uma vez que o Strand7 não dispõe de ligação BIM. Isto tornou possível importar o modelo para o IDEA StatiCa através do Checkbot, o que representou uma enorme vantagem para a equipa, pois permitiu transferir dados sem perdas utilizando a API bem documentada do IDEA StatiCa.
No passado, Dallas e a sua equipa tinham de ser mais conservadores na sua abordagem de projeto, avaliando tudo manualmente, aplicando modelos documentados e adaptando-os para uma ligação personalizada. Ou, se pretendessem detalhar algo altamente complexo, criavam modelos de análise por elementos finitos totalmente personalizados de raiz.
A utilização deste fluxo de trabalho, onde importavam as geometrias dos elementos e todos os diferentes casos de carga e combinações, poupou-lhes muito tempo. Isto ajudou-os a ter confiança nos seus projetos, bem como a ir um pouco mais longe.
Sobre o Robert Bird Group
O Robert Bird Group é uma empresa global de engenharia de consultoria com mais de 700 colaboradores distribuídos por onze escritórios. Membro do Surbana Jurong Group, está empenhado em concretizar a visão de cada cliente através da busca incessante da excelência em engenharia em todos os projetos. Oferece serviços em cinco disciplinas, aproveitando a sua experiência internacional: engenharia estrutural, engenharia civil, engenharia de construção, engenharia geotécnica (Reino Unido e Médio Oriente), projeto virtual e construção.
A empresa ganhou a categoria de Voto do Público nos IDEA StatiCa Excellence Awards 2023.
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