Remoção de bloqueadores críticos em ancoragem e ligações para o Hangar da Air Arabia
O desafio
O projeto exigiu uma ligação articulada no detalhe de base para formar uma rótula perfeita. A ligação é formada por uma barra de aço central (o pino) com o seu eixo perpendicular às cargas aplicadas e várias chapas com furos circulares através dos quais o pino é inserido.
A conceção de detalhes tão complexos exigiu uma análise por elementos finitos suportada por equações normativas padrão. O consultor restringiu o projeto da ligação ao exigir a utilização de um software de ligações capaz de definir todos os parâmetros e tolerâncias para os furos dos pinos após a fabricação. "O software IDEA StatiCa permitiu-nos fazer isso", afirma a Dr.ª Seham.
Além disso, o projeto exigiu a verificação de um nó onde 13 elementos convergiam numa única junta em ângulos irregulares. Para além das muitas ligações complexas, resolver mais de 150 ligações semelhantes e transferir dados entre equipas exigiria muito tempo se fossem utilizadas apenas ferramentas padrão.
Felizmente, graças à sua experiência e profissionalismo, a equipa da Kirby encontrou soluções para todos os desafios do projeto.
Sobre o Projeto
O Hangar da Air Arabia é uma estrutura de treliça de aço de grande vão concebida para operações de manutenção de aeronaves no Aeroporto Internacional de Sharjah. As dimensões externas do hangar são 136 m de largura × 57 m de profundidade, com um vão livre mínimo de 129,5 m e uma altura de gancho de grua de 15 m. Acomoda três pontes rolantes (capacidade de 6T), mezaninos, claraboias, sistemas de proteção contra quedas e portas de hangar especializadas.
A proteção do aço foi assegurada com primário de oficina compatível com revestimento intumescente de proteção ao fogo. O âmbito da Kirby incluiu o projeto e fornecimento da estrutura de aço, preparação de desenhos e cálculos de projeto, aprovação pelo consultor, desenhos de oficina e de fabricação, fabricação e fornecimento de perfis pré-fabricados, e disponibilização da metodologia de montagem.
Resolução de uma ligação articulada de base – um obstáculo ao progresso da obra
O consultor exigiu um detalhe de ligação articulada de base raramente utilizado na prática. O desafio agravou-se quando foi exigido um software de ligações capaz de executar este tipo de detalhe.
Felizmente, a equipa da Kirby estava preparada para esta situação. Utilizando o método dos elementos finitos baseado em componentes (CBFEM) do IDEA StatiCa, projetaram a ligação articulada de base com as condições reais de fabricação. O software avaliou a distribuição de tensões e a interação sob carregamento realista, demonstrando que a ligação se mantinha segura e dentro dos limites de desempenho aceitáveis.
Os resultados validados, suportados por verificação de terceiros, deram ao consultor confiança para aprovar a ligação.
Como as juntas com 13 elementos deixaram de ser um desafio
Uma das tarefas mais exigentes no projeto do hangar foi a verificação de um nó onde 13 elementos convergiam numa única junta em ângulos irregulares. Este era um desafio excecional porque exigia a consideração simultânea das interações axiais, de corte e de flexão numa geometria 3D altamente assimétrica. Reconstruir manualmente a geometria e calcular as interações de tensões ramo a ramo teria sido excessivamente moroso e propenso a erros.
A equipa da Kirby esteve à altura do desafio e conseguiu superá-lo com distinção. Utilizando as ligações BIM através da aplicação Checkbot do IDEA StatiCa, a Kirby integrou o IDEA StatiCa diretamente com o STAAD.Pro. A topologia da junta, as secções transversais, as inclinações e as rotações em múltiplos planos, juntamente com todos os casos de carga, foram automaticamente extraídos e transferidos para o IDEA StatiCa. Isto eliminou a necessidade de reconstrução manual e proporcionou um ponto de partida imediato e validado.
"Foi muito importante que pudéssemos exportar os dados do STAAD.Pro diretamente para o IDEA StatiCa Checkbot, o que reduziu significativamente o risco de erro", afirma a Dr.ª Seham.
Em vez de casos de carga envolventes, a equipa analisou diretamente os efeitos das ações correspondentes, resultando num projeto mais económico. O IDEA StatiCa capturou as interações de tensões completas no nó e verificou a ligação com verificações normativas abrangentes, concluindo em horas o que de outra forma teria exigido um esforço de engenharia extenso.
Poupança de 20% do trabalho repetitivo em cada uma das +150 ligações semelhantes
As ligeiras variações geométricas ao longo do hangar significavam que muitos nós eram semelhantes mas não idênticos. Os engenheiros teriam de recriar o modelo e reverificar cada ligação separadamente, o que seria repetitivo, moroso e arriscaria inconsistências.
A Kirby encontrou uma forma de simplificar consideravelmente o processo, para que pudessem concentrar-se no trabalho exigente onde as suas competências mais importam. Utilizaram a funcionalidade Propose & Publish, modelando uma ligação uma única vez no IDEA StatiCa e publicando-a na sua biblioteca interna de modelos, para ser reutilizada sempre que ocorra um nó semelhante.
Ao simplesmente propor o modelo guardado para a nova localização, evitaram começar do zero. Isto reduziu significativamente o tempo de engenharia e assegurou uma qualidade uniforme em todas as linhas de grelha.
Redução do tempo de partilha de projetos de ligações com a equipa de detalhamento
Convencionalmente, os engenheiros preparariam esboços detalhados para cada ligação e enviá-los-iam à equipa de detalhamento, conduzindo a longos ciclos de validação de ida e volta e a um elevado risco de má interpretação ao transferir os projetos para o Tekla.
Como habitualmente, os engenheiros da Kirby encontraram uma forma de resolver este problema: partilharam ligações diretas do IDEA StatiCa Viewer com a sua equipa de detalhamento. Isto permitiu aos desenhadores abrir os modelos de ligações online, inspecionar cada chapa, soldadura e parafuso, e depois modelar diretamente os detalhes no Tekla. Isto eliminou a necessidade de preparação de esboços, reduziu os ciclos de revisão e simplificou a comunicação entre as equipas de engenharia e de detalhamento.
Conheça os Engenheiros da Kirby
Dr.ª Seham Ahmed El Saeed tem 20 anos de experiência em estruturas de aço como projetista, cientista, investigadora e publicadora ativa. É atualmente gestora técnica de engenharia responsável pela formação e desenvolvimento da Kirby nos escritórios de engenharia da região MEA.
Shahul Hameed é Engenheiro Civil e Diretor de Desenho na Kirby Building Systems & Structures, India Pvt Ltd. Tem mais de 25 anos de experiência e é especialista em aço estrutural e sistemas de edifícios pré-fabricados.
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