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Estrutura mista: aço e concreto garantem a forma ousada do prisma proposto pelo escritório Dávila Arquitetura para a maior torre metálica do país

16/10/2018 | Notícia | AU - Arquitetura e Urbanismo

Detalhado em reportagem de capa da edição de março da revista Téchne (da Pini, que também publica aU), o ousado projeto estrutural que pôs de pé o recém-inaugurado Concordia Corporate Tower conseguiu viabilizar o movimento da planta em forma de estrela que se rotaciona no sentido do comprimento do edifício. “A opção por uma planta em formato de ‘estrela’, que se modifica gradualmente a cada andar e define a volumetria, não foi empírica. Cada uma das quatro fachadas de cortina de vidro apresenta um rasgo, que se movimenta verticalmente com uma suave inclinação. Durante a noite, esse efeito pode ser visto a longa distância graças ao sistema de iluminação em LED”, descreve a reportagem.

O embasamento do Concordia tem como elemento-chave a estrutura localizada entre o oitavo subsolo e o térreo, de concreto armado e protendido. O sistema de concreto armado tem trechos de vigas e lajes protendidas moldadas in loco. A partir do pavimento térreo, optou-se por estrutura mista de aço e concreto, incluindo um core (núcleo) rígido de concreto. “Essa solução permitiu concentrar a fundação do núcleo em área pouco maior do que a da sua projeção, como se fosse um prolongamento do próprio núcleo solo adentro”, explica o engenheiro Paulo Bedê, da Bedê Engenharia de Estruturas, responsável pelo projeto estrutural do Concordia.

 

estrutura mista


Vigas mistas (metálicas associadas às lajes) são a base dos pavimentos-tipo. As vigas são combinadas a 12 pilares mistos periféricos, com diâmetros que oscilam entre 60 cm e 120 cm. Os pilotis de concreto armado ficam próximos à fachada e ligam-se ao núcleo pelas lajes dos pavimentos, formando assim um sistema de contraventamento responsável pelo suporte das cargas gravitacionais.

Dificuldade extra para a execução dos pilares periféricos é o fato de que quatro deles são inclinados entre o 8º e o 14º pavimento. A inclinação acompanha a variação nos planos das fachadas. Isso garantiu a conformidade do sistema estrutural com a proposta volumétrica da Dávila para o Concordia, além de assegurar pilares realmente periféricos em todos os pavimentos-tipo, aumentando o espaço útil. Essa solução fez surgir forças horizontais significativas nos níveis dessas lajes, no entanto, esses esforços são conduzidos das fachadas até o núcleo de concreto através do conjunto viga metálica-laje. Como esse equilíbrio de forças é fundamental para a estrutura, utilizou-se o conceito de redundância. Foi considerado que essas forças horizontais são transferidas para as lajes e distribuídas até o núcleo, mas também verificou-se a hipótese de a laje não atuar adequadamente e as forças serem transmitidas ao núcleo pela viga, de modo concentrado.

Lajes mistas com sistema steel deck suportam carga por metro quadrado acima do exigido pela norma. “No Concordia foi utilizado o Steel Deck Metform MF-75 Aço ZAR345 espessura 0,8 mm, vencendo vãos de 3,20 m sem escoramento”, conta Bedê. A fôrma metálica colaborante do sistema steel deck atua como armadura do concreto e dispensa escoramentos. As vigas metálicas atuam integradas com as lajes, compondo as vigas mistas de “alma cheia”, que vencem maiores vãos com menor altura e menor peso. A interação entre viga e laje se dá através dos conectores de cisalhamento tipo stud bolt.

FORA DO CONVENCIONAL
O processo construtivo da torre demandou a execução adiantada do núcleo. Isso viabilizou a montagem mais veloz da estrutura metálica. Foi utilizado o sistema de fôrmas trepan-tes para o núcleo de concreto.

Para agilizar o processo de elevação optou-se por executar a ligação das lajes steel deck com o núcleo de concreto de maneira não convencional. Normalmente, essa ligação se faz por meio de furos nas paredes do núcleo e colagem de barras de aço CA. Esse processo é lento, caro e de difícil controle da qualidade. Nesta obra foi utilizado um sistema de inserção metálico com barras CA25 dobradas, alojadas em um perfil “C”, instalado no cobrimento da armadura do núcleo. Após a concretagem das paredes, as barras foram desdobradas conformando a ligação parede-laje.

O SISTEMA ESTRUTURAL
O sistema estrutural misto é bem conhecido e adotado em edifícios altos. “O núcleo de rigidez é o responsável pela estabilidade e pelo combate aos esforços do vento. Os 12 pilares periféricos, ligados ao núcleo pelas lajes dos pavimentos e por ele contraventados, são responsáveis pelo suporte das cargas gravitacionais que lhes compete”, explica Bedê. Neste caso, não fazem parte do sistema de estabilização global da estrutura. Não formam pórticos com o núcleo ou mesmo entre eles. Seus esforços são basicamente de compressão.

Os pilares mistos periféricos são compostos de tubos de aço com diâmetros entre 100 com e 60 cm, preenchidos com concreto armado, fck 40 MPa. As vigas metálicas, que se apoiam nos pilares e no núcleo através de inseridos embutidos, suportam as lajes do tipo steel deck. As vigas contam com shear connectors, que integram as lajes conformando vigas mistas. Essas vigas metálicas têm as suas ligações de apoio através de single plates e são consideradas rotuladas, tanto nos pilares metálicos quanto nas paredes de concreto.

As lajes steel deck são armadas para as cargas gravitacionais e verificadas quanto ao incêndio. A estrutura é a base em que todos os sistemas interagem. A região do núcleo de rigidez, ou “core” (o coração da estrutura), é também a região onde se localizam todos os sistemas neste prédio. Há, assim, uma grande disputa entre as diversas especialidades por espaços, passagens, shafts, furos etc. Isso impacta a geometria do núcleo e, consequentemente, a sua rigidez, e demanda um grande envolvimento do projetista da estrutura nas tratativas de integração dos projetos.

Dados da obra
Nome da obra: Concordia Corporate Tower
Realização: Construtora Caparaó
Local: Nova Lima (MG)
Altura total: 172 m
Ano do início do projeto: 2007
Entrega da obra: abril de 2018
Pavimentos: 45
Elevadores: 15
Auditório (previsão): 240 lugares
Área do terreno: 7.631,67 m²
Área construída: 59.217,53 m²
Área média do pavimento-tipo: 1.002,34 m²
Pé-direito do pavimento-tipo (piso a piso): 3,96 m
Vagas de garagem: 815
Concreto utilizado: 19.100 m³
Aço ca-cp utilizado (armações): 1.980 t
Aço na estrutura metálica: 1.615 t
 

Fornecedores
Projeto de arquitetura: Dávila Arquitetura
Projeto e cálculo estrutural: Codeme + Bedê Consultoria
Projeto geotécnico: Consultrix e Geomec
Estrutura metálica: Codeme
Proteção da estrutura contra incêndio com argamassa projetada: Codeme
Lajes da torre de steel deck: Metform
Nucleo rígido de concreto: Sistema S.A.E. Aquasolis
Construção: Construtora Caparaó
Fachada bm: Projetos; Eco Façade (Hydra); Stick Elegance Mirror (Hydro) + Spider (Itamaracá); KBT duplo laminado PVB (Cebrace/Vanceva/Glassec Viracon); Embasamento NP Neutral (Guardian); Elevadores Frequencedyne com cabina New Art Collection (Thyssenkrupp)

 

Marquise esguia marca o acesso principal ao lobby da torre, com pé-direito triplo
 

 estrutura mista

Confira a matéria completa no site da AU - Arquitetura e Urbanismo

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