Projeto estrutural faz ventos atravessarem arranha-céu

Compartilhe esse conteúdo

 

Especialista e usina de concreto ainda tiveram de domar o caprichoso concreto de cimento branco, de alta resistência, usado na fachada imaculada, executando diversos protótipos antes de conseguir a mistura ideal

O que poderia ser mais uma megatorre em Nova York (EUA) se transformará no edifício residencial mais alto do Ocidente, com 465 m, sustentando um perfil fino como um espigão. Seu projeto estrutural é inovador, ao fazer os ventos atravessarem a torre ao invés de contorná-la, solucionando as vibrações detectadas no túnel de vento no ensaio de um modelo reduzido, que seriam desagradáveis aos moradores nos andares mais altos.
 

Sua construção está sendo um exercício instigante de engenharia. Quem olha para esta megatorre na Park Avenue, 432 tem a impressão de uma estrutura convencional, entre tantas em Manhattan, com sua fachada geométrica em que colunas, vigas e janelas de mesmo tamanho se repetem. Mas a regularidade geométrica da fachada aparente e o uso do cimento branco para produzir um concreto de alta resistência são as duas maiores dificuldades encontradas pela empreiteira da estrutura, Roger&Sons Concrete, e a fornecedora do concreto usinado, afirma o especialista Andreas Tselebidis, diretor dessa área da empresa química Basf.

 

O cimento branco, mais fino que o cimento comum cinza, muda a química da mistura, tornando-a mais difícil de controlar. A massa precisa ser autoadensável, bombeável a mais de 400 m de altura e atender a parâmetros de resistência, módulo de elasticidade, fluidez, cor e aparência – importante para uma fachada de concreto aparente. A resistência especificada para o concreto da torre, de até 14.000 psi (9,84 kgf/mm²), foi mais um complicador. Por causa da altura, haveria dificuldades de bombeamento mesmo para o concreto comum usado no interior da estrutura.

 

Demorou oito meses o processo para licitar a execução da estrutura de concreto e seis meses para aprimorar a mistura de concreto branco. As colunas do primeiro piso – as mais visíveis da rua — somente foram executadas quando se estabilizou o desempenho do concreto branco. A estrutura básica foi concluída em outubro passado, recorrendo-se a dois turnos diários e jornadas de seis dias por semana. A ocupação da torre começa em agosto próximo e a conclusão total da obra está programada para início de 2016.

 

Megatorre de 465 m, em Nova York, será o edifício residencial mais alto do Ocidente

 

Os empreendedores CIM Group e Macklowe Properties não liberaram dados sobre custos de construção. Os apartamentos à venda começam em US$ 7 milhões, e a penthouse já foi negociada por US$ 95 milhões. A torre residencial tem 104 unidades, começando no 18º piso. Do térreo até o 18º, os pisos são usados para varejo, espaços de lazer e instalações mecânicas.

 

De acordo com a Rafael Vinõly Architects PC, a torre possui uma planta quadrada de 31 m de lado que seria fácil de aproveitar, não fosse a altura. Por causa dela, a estrutura e os serviços ocupam uma porção expressiva do espaço útil. Isso obrigou os arquitetos a maximizar o espaço vendável. Um poço de escadas de duplo recuo foi adotado para liberar 18,6 m², suficiente para um banheiro adicional. O pé-direito também pôde ser ampliado de 4 m para 5,2 m.

 

Para alojar os serviços prediais, a torre foi dividida em cinco zonas de 12 pisos cada – sendo cada zona servida por dois pisos de instalações mecânicas. O ar fresco é inspirado pelos pisos mecânicos e não no nível da rua, reduzindo o tamanho das tubulações. A empresa de instalações WSP utilizou um sistema que reduziu os condutos elétricos, instalando um transformador no subsolo para elevar a energia de entrada de 460 V para 5000 V, que é rebaixada para 208 V nos pisos mecânicos. Os condutos, que eram de 9 m², reduziram-se para 1 m², diminuindo a quantidade de fios de cobre em 90%.

 

A projetista estrutural cortou as dimensões das vigas e colunas ao adotar concreto com resistência de 14.000 psi e aço de 2,5” de diâmetro na armadura, com 97 ksi. A torre empregou 2.915 t de armadura vertical, um dos maiores índices conhecidos. Esse aço também exigiu o uso de gabarito para posicioná-lo na armadura, além de conexões mecânicas.

 

Para ganhar mais espaço útil, a estrutura aparente e não revestida adicionou de 20 cm a 22,5 cm à planta-tipo e eliminou um custo. Entretanto, para manter colunas de 110 cm de largura e vigas de 110 cm, a espessura teve de aumentar. Nos pisos mais baixos, as colunas têm 2,2 m de profundidade.

 

A estrutura básica de concreto é um tubo quadrado – o núcleo central, dentro do tubo no perímetro, que tem sete colunas na lateral. As lajes planas medem 25 cm de espessura. As fundações apoiam-se sobre sapatas, atirantadas em rocha; o núcleo central repousa sobre uma placa.

 

A relação largura e altura da torre, designada como relação de esbeltez, é quase 1:15 (o código de Nova York considera qualquer estrutura acima de 1:7 como esbelta). Testes em túnel de vento detectaram movimentos dinâmicos inaceitáveis e a estrutura da torre teve de se reforçada, conectando-se os dois tubos em cinco níveis, tornando-a mais rígida. As dez lajes mais altas também tiveram sua espessura elevada para 45 cm.

 

O formato original da torre também gerou aceleração adversa, causada por ventos nos testes. A projetista criou aberturas com altura de dois pisos – eliminando janelas – nos níveis mecânicos, permitindo que os ventos atravessassem, e não contornassem, a estrutura. Esse recurso reduziu a aceleração em até 15%. Finalmente, um amortecedor de massa está sendo instalado no nível da cobertura, o que deve diminuir a aceleração para níveis aceitáveis.

 

A gerenciadora da execução, a Lend Lease, está tão preocupada com o desempenho do concreto branco na fachada, que contratou uma empreiteira não vinculada à obra para construir um protótipo de coluna+viga, com resultados pouco satisfatórios. Isso levou a gerenciadora a exigir protótipos das empreiteiras que concorriam à execução da estrutura. Foram feitos 12 modelos, até que se acertasse o acabamento, a cor e reduzindo ainda fissuras, retração e vazios.

 

Os trabalhos na estrutura começaram em outubro de 2012, com a execução do núcleo que mantinha um avanço de dois pisos com relação ao tubo do perímetro. Neste aqui, os ciclos eram de um piso a cada quatro dias até o 45º andar; e, a partir daí, o prazo caiu para três dias.

 

Para manter esse ritmo, a armadura foi pré-fabricada em módulos de 5 m de altura para as colunas, seguindo um processo patenteado pelo engenheiro consultor Felix Ferrer, com as barras posicionadas por gabarito. A armadura das vigas também era montada como gaiola. Nos primeiros 20 pisos, a armadura da viga foi pré-montada numa única gaiola de 31 m, igual à medida da lateral do prédio, deixando espaços para o encaixe das colunas.

 

As fundações do prédio apoiam-se sobre sapatas atirantadas em rocha
 

A sequência de montagem da armadura é a seguinte: primeiro, as gaiolas das colunas, seguidas por formas metálicas com face de aço inoxidável, autotrepantes, para vigas e colunas, fornecidas sob medida pela Doka; então, são instaladas as formas das lajes e das colunas fechadas; finalmente, a armadura da laje e as gaiolas das vigas.

 

Quando as gaiolas das vigas entram nas formas, elas são transpassadas pelas barras longas para as colunas; o concreto é lançado nas colunas; no dia seguinte, a laje e a viga são concretadas; um dia depois, as gaiolas das colunas do piso acima são instaladas, as formas da coluna e viga são abertas e desdobradas. Estas formas são removidas sobre uma plataforma de trabalho. Assim que os preparativos são concluídos, a forma trepa para o piso de cima.

 

As bombas de concreto estão no nível da rua; os condutos das instalações sobem pela parede do núcleo, onde está montada também a lança de concreto. Esta precisa alcançar as obras na estrutura do perímetro, cerca de 10 m abaixo. Embora o concreto seja autoadensável, ele é vibrado para eliminar possíveis vazios.

 

O bombeamento do concreto branco exigiu logística e suporte. Guindastes equipados com caçambas estavam de plantão em caso de entupimento da bomba, em especial na concretagem das vigas, que são feitas por completo no piso inteiro, para evitar juntas frias. A mistura é monitorada de forma sistemática, fazendo-se ajustes quando necessário. Esse cuidado foi redobrado no concreto de 10 mil psi exigido nos pisos mais altos da torre.

Acima de 300 m de altura, o clima muda com frequência. Podem ocorrer golfadas de vento de 60 km/h no topo, mas não na rua abaixo. Chegou a nevar apenas no topo da torre, que já se escondeu numa nuvem de chuvas.

Fonte: Redação OE


Compartilhe esse conteúdo

Deixe um comentário