Projeto e Construção de Edifícios de Grandes Alturas

Desafios da Construção de Edifícios de Grandes Alturas

Em edifícios de grandes alturas, os deslocamentos e movimentos relativos costumam ser fatores cruciais para a determinação dos seus dimensionamentos. Além disso, os efeitos do vento e sismos são cruciais no projeto de estruturas. O vento pode causar vibrações influenciadas por vários fatores, como a topografia e a forma do edifício, exigindo ensaios para prevenir vibrações indesejadas. Apesar de sismos serem menos considerados no Brasil, é vital que as estruturas sejam projetadas para resistir a eles, o que demanda estudos aprofundados.Durante a construção de edifícios de grandes alturas, encontramos outro problema sendo a modelação estrutural, pois é exigido um alto grau de refinamento até encontrar o modelo de dimensionamento mais adequado. Devemos analisar com cautela o tipo de fundação, pois precisamos estudar meticulosamente a flexibilidade do solo e a interação com a estrutura. Como observamos, vários fatores influenciam no dimensionamento de edifícios altos, cada estrutura tem suas particularidades e em cada uma algum fator dos analisados aqui ou outro pode ser mais importante que outro, mas o engenheiro deverá avaliar cuidadosamente cada um deles para conseguir projetar e construir uma obra funcional, econômica e segura.

Conheça os principais edificios altos do mundo

Entre os principais prédios altos do mundo estão o Burj Khalifa (em Dubai), o Petronas Twin Towers (na Malásia), o Shanghai Tower (em Xangai), entre tantos outros que são os chamados “arranha-céus”, passando de 800 metros de altura. No Brasil, essa tendência também vem ganhando destaque, como exemplo, temos a implementação de edifícios altos, a qual começou em Balneário Camboriú (SC) e se estendeu por Goiânia (GO) e João Pessoa (PB), com a construção de edifícios que passam dos 200 metros de altura. Para os engenheiros que projetam estruturas, consideram-se como edifícios altos aqueles nos quais as forças do vento exercem impactos significativos na integridade da construção. Contudo, ao analisar a estabilidade de um edifício, os engenheiros consideram não apenas a altura do edifício, mas também as dimensões horizontais dos andares. Comumente, prédios que possuem 18 ou 20 pavimentos e áreas de planta reduzidas enfrentam desafios significativos em termos de estabilidade estrutural. A relação entre a altura e as dimensões em planta é denominada como esbelteza. Quanto maior a esbelteza, mais complexos tornam-se os problemas de estabilidade da edificação.

A elaboração e edificação de arranha-céus não demandam obrigatoriamente a presença de especialistas ou tecnologias exclusivas, porém exigem atenção extra devido às particularidades do empreendimento. Dentre essas precauções, incluem-se: a contratação de um engenheiro estrutural experiente nesse tipo de construção, a adoção de dispositivos para aprimorar o transporte vertical dos materiais e a supervisão rigorosa da execução, além do desenvolvimento de projetos de fachadas e esquadrias que levem em conta as necessidades específicas da obra.

Perspectivas Futuras na Construção de Arranha-Céus

Muitos urbanistas prevêem que até 2050, mais de 6 bilhões de pessoas viverão em áreas urbanas, onde a expansão horizontal muitas vezes não é viável. Portanto, a única solução para lidar com o aumento da densidade populacional é construir verticalmente. No entanto, construir arranha-céus sempre apresenta desafios significativos e gera uma competição entre os escritórios de arquitetura para projetar os edifícios mais altos. Assim que reconhecemos um arranha-céu como um dos mais altos do mundo, logo concebemos outro para superá-lo. Embora pareça que não há limite para a altura, essa tendência afeta a construção de diversas maneiras. Alem disso, os avanços em métodos e materiais de construção têm sido essenciais para tornar possível a construção em grandes alturas. Primeiro, compreender a definição técnica de edifícios altos é fundamental. O Council on Tall Buildings and Urban Habitat (CTBUH) define dois subgrupos para estruturas que atingem alturas significativas. Caracteriza-se um edifício “super alto” por sua altura de 300 metros ou mais, enquanto uma estrutura “mega alta” é aquela que atinge pelo menos 600 metros.

Atualmente, estamos testemunhando a conclusão de pelo menos um arranha-céu super alto a cada ano, com um total de 132 arranha-céus super altos concluídos até junho de 2020. O Burj Khalifa mantém o título de arranha-céu mais alto do mundo, com impressionantes 830 metros de altura. Recentemente, após oito anos de construção, o Merdeka 118, na Malásia, finalizou sua construção, ficando apenas 150 metros abaixo do Burj Khalifa. Está previto de que o primeiro edifício do mundo com 1,6 km de altura será concluído poderá ser concluído nos próximos 30 anos, o que também introduziu uma nova tendência de edifícios com mais de mil metros de altura.

Principais materiais utilizados

Os desafios de construir arranha-céus têm levado os arquitetos a explorar alternativas ao tradicional aço, cujo peso se torna problemático à medida que os edifícios crescem em altura. O alumínio emerge como uma alternativa leve e versátil, graças ao seu processo de extrusão que o torna maleável para se adaptar a várias formas de fachada. Sua resistência a fatores externos, como mudanças de temperatura e terremotos, torna-o uma opção viável para elementos estruturais internos e externos. Outro material promissor é a fibra de carbono, que, apesar de leve, é notavelmente resistente devido à sua estrutura entrelaçada de longos fios. Já se está implementando fibras de carbono em elementos de concreto pré-moldado, substituindo a malha de aço convencional e reduzindo o peso total da estrutura sem comprometer sua integridade.

Olhando para o futuro, há especulações sobre a evolução do concreto, um material que permaneceu praticamente inalterado por séculos. No entanto, sua produção emite uma quantidade significativa de CO2, levando os pesquisadores a explorar alternativas como o “bioconcreto”. Essa variante tem a capacidade de auto reparo por meio da adição de bactérias calcárias, prolongando a vida útil do concreto por até duzentos anos. Até a madeira, que pode parecer inconvencional como material estrutural para arranha-céus, está ganhando destaque, especialmente com avanços em técnicas de laminação cruzada que conferem à madeira resistência comparável à do aço. Como prova dessa tendência, a Sumitomo Forestry, uma empresa japonesa de design, revelou planos para construir uma torre de madeira de 350 metros em Tóquio. Com o advento de edifícios ainda mais altos, os materiais e métodos de construção continuam a evoluir rapidamente, tornando possível realizar os sonhos de alcançar alturas cada vez maiores.

Conclusão

A construção de edifícios de grandes alturas é um campo que desafia constantemente os engenheiros e arquitetos, exigindo inovação e precisão. A estabilidade estrutural, a resistência a ventos e sismos, e a escolha de materiais adequados são aspectos fundamentais para o sucesso dessas grandiosas obras. Com a evolução dos materiais, como o alumínio, a fibra de carbono e o bioconcreto, e a possibilidade de construir estruturas cada vez mais altas, o futuro da construção civil promete edificações que não apenas tocam o céu, mas também são sustentáveis e integradas ao ambiente urbano. O desafio é equilibrar a ambição de alcançar novas alturas com a responsabilidade de criar espaços seguros e habitáveis para as futuras gerações.

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