Estrutura de cobertura histórica da ALS Ingenieure GmbH & Co. KG
Estudo de caso

Recalcular digitalmente uma estrutura de cobertura histórica: Entrevista com Patrick Hauck

Desafio

No centro do projeto esteve o cálculo estrutural e o dimensionamento conforme a norma da nova cobertura a ser construída da torre da cozinha da Fortaleza de Marienberg, em Würzburg. Os elementos de madeira existentes estavam contaminados com preservantes de madeira contendo substâncias nocivas e tiveram de ser completamente substituídos. A nova estrutura deveria ser reconstruída com base no modelo histórico com um pilar central – em conformidade com os requisitos de preservação do patrimônio e com as normas atualmente vigentes. A geometria parcialmente curvada da estrutura impôs exigências especiais à modelagem.

Solução

Os engenheiros da ALS utilizaram o RSTAB para calcular toda a estrutura do telhado como um modelo detalhado tridimensional de barras. Ao empregar rigidezes de molas para a modelagem de ligações e apoios, foi possível reproduzir de forma realista as condições de contorno reais, bem como as ligações parcialmente deformáveis entre os diferentes componentes. Tanto a capacidade resistente dos elementos individuais quanto o comportamento estrutural global do sistema foram comprovados em conformidade com as normas.

Vantagens

  • Modelagem realista: A representação das ligações por meio de rigidezes de molas permite considerar de forma diferenciada as condições reais de apoio e conexão de construções históricas.
  • Dimensionamento conforme a norma: O RSTAB fornece a verificação completa da capacidade resistente de elementos individuais e do sistema global segundo as normas atualmente vigentes.
  • Eficiência em estruturas existentes: A modelagem tridimensional de barras reduz o esforço de cálculo mesmo em estruturas curvadas e geometricamente exigentes.
  • Uso combinado de software: RSTAB e RFEM se complementam de forma ideal – RSTAB para estruturas de barras e estruturas de madeira, RFEM para cálculos de concreto armado em superfícies e elementos finitos.
  • Economia de tempo no dia a dia: Funções como 'Assumir reações de apoio' e a ferramenta de zonas geográficas aceleram de forma perceptível as tarefas recorrentes na prática diária.

RSTAB como ponte entre a preservação de monumentos e o projeto estrutural moderno

O ponto decisivo neste projeto não foi simplesmente um cálculo. O RSTAB serviu como interface entre a estrutura histórica existente e a nova construção em conformidade com as normas. Através da modelação espacial 3D no RSTAB, os requisitos de projeto e a realidade construtiva puderam ser reunidos num modelo comum e robusto.

O software apoiou a colaboração de uma forma განსაკუთრ özel: a preservação de monumentos introduziu os seus requisitos relativos ao modelo histórico, e o engenheiro de estruturas pôde verificar e avaliar variantes diretamente no RSTAB de forma clara. Desta forma, uma especificação compatível com a preservação do património foi convertida numa solução estatisticamente otimizada e executável. O resultado não é apenas conforme às normas, mas também económico — mantendo-se fiel ao caráter histórico da estrutura.

Calcular em vez de aproximar – Com o RSTAB no modelo espacial 3D

Na estrutura da cobertura da torre da cozinha, a vantagem de um cálculo tridimensional detalhado no RSTAB tornou-se muito evidente. A geometria histórica da estrutura, parcialmente curva, não poderia ser corretamente representada com abordagens 2D simplificadas.

Com o RSTAB, toda a estrutura da cobertura pôde ser representada como um modelo espacial de barras — incluindo as condições reais de apoio e de ligação através de rigidezes de mola. Esta combinação de fidelidade do modelo e dimensionamento em conformidade com as normas tornou a verificação robusta e compreensível: tanto a capacidade resistente de cada componente individual como o comportamento resistente global do sistema puderam ser comprovados com segurança, em conformidade com as normas atualmente em vigor.

Funções base importantes: adotar rigidezes de mola e reações de apoio

Para além da utilização em projetos, o software Dlubal traz à equipa da ALS Ingenieure, sobretudo no trabalho diário, uma vantagem claramente percetível: tarefas recorrentes são executadas mais rapidamente, de forma mais padronizada e com menos esforço manual. Duas funções destacam-se especialmente:

  • Rigidezes de mola para ligações e apoios (RSTAB): Para o gabinete, esta função é indispensável na modelação de estruturas históricas de cobertura. Condições de contorno reais e as ligações, por vezes flexíveis, entre elementos estruturais podem assim ser consideradas de forma diferenciada — um cálculo realista de estruturas existentes seria praticamente impossível sem esta funcionalidade.
  • Adotar reações de apoio (RFEM): Na engenharia de estruturas maciças, esta função é um verdadeiro poupador de tempo: forças de apoio de um submodelo podem ser adotadas diretamente como cargas num modelo subsequente. Etapas de trabalho que, de outro modo, exigiriam várias horas de trabalho manual tornam-se assim automatizadas — o fluxo de trabalho permanece rápido e transparente.