Engenharia de um centro logístico na Ucrânia com vão livre de 39 metros em condições de solo desafiadoras
Estudo de caso

Centro logístico com vão livre de 39 metros num solo difícil na Ucrânia

Desafio

O centro logístico em Khmelnytskyi, na Ucrânia, deveria funcionar como um armazém sem pilares para a marca de vestuário Stimma – para tal, eram necessárias treliças de aço com um vão de 39 metros. Embora o local da obra dispusesse de uma excelente infraestrutura, os estudos geotécnicos revelaram que o solo estava contaminado com entulho e resíduos de betão, o que impedia a utilização de fundações por estacas. A questão de saber se a obra deveria mesmo ser realizada teve de ser esclarecida através de cálculos precisos, antes de se poder avançar com qualquer medida.

Solução

Sergiy Umanskiy utilizou o RFEM 6 para calcular toda a estrutura – fundação, superestrutura e ligações de aço – num único modelo integrado. Os módulos "Análise geotécnica" e "Análise de fases de construção" tornaram viável e verificável a utilização de uma fundação superficial. Os módulos "Dimensionamento de aço" e "Ligações de aço", em combinação, detetaram uma sobrecarga crítica numa ligação de contraventamento vertical e motivaram um redimensionamento atempado. Para as secções transversais das treliças e dos pilares em forma de I, foi aplicado o dimensionamento plástico avançado, o que resultou em distribuições de tensão mais suaves e realistas.

Vantagens

  • Confiança na fundação: os cálculos geotécnicos permitiram a execução de uma fundação superficial em solo difícil; as medições realizadas após a conclusão dos trabalhos confirmaram que os assentamentos e as larguras das fissuras correspondiam exatamente aos valores previstos.
  • Segurança através da integração: o fluxo de trabalho combinado dos módulos Dimensionamento de aço e Ligações de aço identificou ligações sobrecarregadas ainda antes do início da construção, evitando assim uma falha estrutural potencialmente perigosa.
  • Otimização realista: o dimensionamento plástico avançado permitiu eliminar picos de tensão artificiais nas ligações dos banzos da treliça, produzindo diagramas mais suaves e uma utilização mais eficiente do material.
  • Eficiência de um único ambiente de trabalho: a análise geotécnica, o dimensionamento da superestrutura e a verificação das ligações foram todos realizados num único modelo RFEM 6, o que permitiu observar facilmente como é que os assentamentos das fundações interagiam com as deformações da superestrutura.
  • Interface ergonómica: uma representação clara – com sombras, sombreados e cargas identificadas por cores – reduz o esforço cognitivo no uso diário e ajuda a identificar, num relance, pontos fracos e áreas com excesso de material.

RFEM 6 como ponte entre a geotecnia e o planeamento estrutural

A vantagem decisiva neste projeto não foi apenas o facto de ser possível realizar os cálculos geotécnicos e estruturais — foi o facto de ambos poderem ser realizados no mesmo modelo, ao mesmo tempo. O RFEM 6 permitiu a Sergiy observar simultaneamente os assentamentos da fundação e as deformações da superestrutura, de modo que a interação entre o comportamento do solo e a resposta do aço estivesse sempre visível.

Isto é importante porque os dois sistemas não são independentes: a deformação do solo influencia o desempenho da laje de fundação, o que por sua vez afeta as forças nos pilares e nas treliças acima. Se estas análises forem realizadas em programas de software diferentes e os resultados forem posteriormente comparados manualmente, podem surgir erros e atrasos. Um modelo unificado elimina esse risco.

Após a construção, a precisão do modelo foi confirmada no local. Os assentamentos medidos e as larguras das fissuras na fundação mantiveram-se dentro dos limites calculados — uma validação direta da análise geotécnica e da análise das fases de construção realizadas no RFEM 6.

Ligações de aço e rede de segurança da integração

A estrutura de aço — pilares, treliças de 39 metros, madres e contraventamentos — contém um grande número de ligações. Sergiy concluiu o dimensionamento dos elementos de aço sem problemas, mas, ao passar à verificação das ligações individuais utilizando o módulo Ligações de aço, constatou que várias ligações apresentavam relações de cálculo superiores a 1,0.

Esta descoberta obrigou a uma reformulação da treliça de contraventamento vertical antes de regressar às verificações das ligações. O projeto corrigido foi aprovado. O aspeto fundamental aqui foi este problema ter sido identificado no software antes de se tornar um problema no estaleiro — o que resultou do facto de os módulos Dimensionamento de aço e Ligações de aço funcionarem como um conjunto integrado dentro de um modelo e não como ferramentas separadas e independentes.

Funções importantes: rigidez das ligações e otimização da secção transversal

Duas funções avançadas que refinaram a precisão do modelo e permitiram aproveitar ao máximo a capacidade disponível da secção transversal

  • Rigidez das ligações integrada: outra vantagem técnica resultou do facto de o RFEM 6 transferir automaticamente a rigidez inicial calculada de cada ligação para o modelo estrutural global. Uma vez que a rigidez da ligação influencia diretamente as deformações e os esforços internos em toda a estrutura, este ciclo de retroalimentação entre a análise da ligação e a análise do sistema melhorou a precisão dos resultados globais.
  • Dimensionamento plástico avançado: tensões mais suaves, melhores resultados: para as secções HE 240-I, utilizadas nos pilares e no banzo superior das treliças, foi aplicada a opção "Dimensionamento plástico avançado". Em comparação direta com o dimensionamento elástico linear, a diferença foi significativa: a abordagem elástica resultou em picos de tensão nas ligações dos banzos, enquanto a abordagem plástica produziu um diagrama de tensão suave e contínuo ao longo de todo o comprimento do banzo. Os valores de tensão plástica não só foram mais baixos e eficientes, como também refletiram fisicamente melhor o comportamento real da estrutura.