Burgers' Zoo Mangrove, Arnhem, Países Baixos
Dados do projeto
Localização - Antoon van Hooffplein 1, Arnhem
Encomenda - Koninklijke Burgers' Zoo, Arnhem
Arquitetura - Koninklijke Burgers' Zoo / Sijven Eindhoven, Arnhem
Projeto Estrutural - ABT, Velp
Projeto de Pormenor Estrutural - Staalbouwkundig Adviesburo Van Odenhoven
Execução - P&H Adviseurs Construction & Real Estate (gestão e supervisão de obra), Veldhoven
Construção em aço - Moeskops Steel Construction, Bergeijk
Descrição geral do projeto
Em todo o mundo, grandes áreas de mangue estão a desaparecer, apesar de terem uma função essencial para a natureza. O Burgers' Zoo pretende sensibilizar os visitantes e construiu em Arnhem o maior mangue coberto do mundo. O mangue é inspirado nas florestas de mangue do país centro-americano do Belize. Ao entrar no Burgers' Mangrove, a viagem começa com a travessia de uma ponte de aço sobre a bacia dos manatins (100 m³). O percurso continua depois numa plataforma através da floresta de mangue. Poucas espécies de plantas conseguem sobreviver neste clima extremamente salino, onde surgem condições diferentes com a maré vazante e a maré cheia. Mais à frente, é criado contacto visual direto com as vacas marinhas das Caraíbas graças a uma janela acrílica curva de 12 m de comprimento e 1,8 m de altura. O Burgers' Mangrove é coberto por uma construção de cúpula de aço de 60 m. A bacia dos manatins das Caraíbas está preenchida com 1 milhão de litros de água.
Descrição da construção em aço e/ou utilização do aço
O projeto é um processo integral em que as escolhas são ponderadas. Para a nave do mangue, a maior consideração durante o projeto foi uma escolha cuidadosa entre uma superfície tão grande quanto possível para a apresentação da exposição ecológica dentro de uma forma de edifício ótima e, por outro lado, um volume tão grande quanto possível, pelo qual os custos de construção são controlados pela menor superfície possível de fachada/cobertura. Além disso, a construção tinha de ser realizada pelo exterior, tal como aconteceu com o Burgers' Bush e o Burgers' Desert. A construção de cobertura em arco escolhida enquadra-se bem nos requisitos acima mencionados. A construção é mais alta no centro, o que torna a experiência da exposição ecológica ótima e permite o crescimento das árvores. Nas partes inferiores da cúpula, existe altura residual suficiente para utilizar o espaço de forma funcional e a superfície da fachada vertical é mantida ao mínimo.
A estrutura da cúpula é projetada em aço, o que é notável em si mesmo, uma vez que muitas destas estruturas são projetadas em madeira. O aço foi escolhido porque esta exposição ecológica requer muita luz natural. Uma construção em madeira reduziria significativamente a incidência de luz devido às suas grandes dimensões de perfil, criando muitas sombras.
O aço revela-se muito mais adequado para as elevadas forças de tração necessárias no anel inferior.
A cúpula é vencida numa direção por tubos de aço com um diâmetro de 323 mm e uma espessura de parede de 8 mm. Os tubos não são paralelos entre si devido à dupla curvatura da cúpula, mas em geral estão afastados cerca de 4 metros. O maior vão é composto por cinco peças pré-fabricadas com um comprimento médio de 13 metros; os vãos menores são compostos por menos peças. As peças são acopladas com ligações de flange com dez parafusos cada. Um pormenor importante é que as flanges no centro têm os chamados furos de deszincificação para evitar a deterioração do aço galvanizado a quente. Isto deve-se ao facto de toda a construção estar exposta a condições exteriores, uma vez que a vedação real da cobertura fica suspensa por baixo.
Entre os tubos principais existem ligações de escoras diagonais, compostas por tubos com um diâmetro de 193 mm e uma espessura de parede de 8 mm. As escoras são ligadas aos tubos principais com juntas de garfo. As chapas destas ligações são pré-fabricadas nos tubos principais e nas escoras. Isto exigiu dimensões e trabalho precisos, uma vez que cada junta de garfo está num ângulo diferente devido à dupla curvatura da cúpula. Durante a montagem dos tubos principais e das escoras, o conjunto foi temporariamente apoiado por três estruturas auxiliares. Tal foi necessário porque a cúpula só adquire a sua resistência quando a construção da cúpula está efetivamente fechada. A cúpula é construída passo a passo. Após o fecho da cúpula, a estrutura auxiliar foi removida.
O anel inferior absorve todas as forças provenientes da cúpula. É composto pelos mesmos tubos que as vigas principais: tubos com um diâmetro de 323 mm e uma espessura de parede de 8 mm. Esta viga é também constituída por peças pré-fabricadas, que são ligadas com flanges soldadas de 40 mm de espessura, para maior segurança. Os tubos principais da cúpula são flangeados ao anel inferior. Pequenos troços de tubo são soldados a este com uma placa de apoio na cabeça. Para estas peças de acoplamento, também foram necessárias dimensões e precisão rigorosas, uma vez que a posição destas ligações era diferente para cada tubo principal devido à curvatura da cúpula.
O anel inferior é suportado por colunas de aço independentes, perfis HEA 240, que, como já indicado, estão espaçadas entre 4,50 e 5,00 m. As colunas têm comprimentos diferentes devido à variação do nível do terreno. Em alguns locais foi aplicada uma contraventamento de vento entre as colunas. Todas as colunas são contraventadas durante a montagem e durante a montagem da construção da cúpula, a viga de tração é colocada a cada duas colunas.
Engenhosidade construtiva especial / pormenores
Na extremidade da cúpula, a estrutura em rede converge num anel. Este anel é suportado por colunas pendulares e foi aplicado contraventamento diagonal entre as colunas.
O anel inferior de segmentação tem uma dimensão Ø 323,9 x 8 S355J2H, as condições exigidas pelo cliente foram as seguintes:
- A ligação deve resistir à força normal Nc,Rd = 2818 kN
- A construção galvanizada a quente necessita de 'furos de drenagem' ≥ 30% da secção transversal
- Não é permitido aço ligado sem soldadura, nem mesmo internamente (soldaduras de filete em ambos os lados ou soldadura de topo)
- No exterior da construção não é permitida a acumulação de sujidade, folhas, etc.
- Ligações para montagem apenas com parafusos (sem soldadura em obra)
A solução final das ligações foi calculada utilizando IDEA StatiCa Connection.
Para o projeto do contraventamento diagonal, o desafio foi o seguinte:
- este tipo de estrutura é muito sensível às tolerâncias de fabrico
- os furos para galvanização enfraquecem a secção transversal crítica
- 1 aba apenas soldável num lado
Através da utilização do IDEA StatiCa Connection foi possível resolver todos estes problemas com chapas perfeitamente soldadas e sem furos para galvanização.
Conclusão
Nas palavras da equipa de engenharia: "Projetar no Idea StatiCa Connection é como usar os blocos "LEGO" para o Projetista de Pormenores ou o engenheiro estrutural."
Créditos fotográficos: ABT B.V.
ABT
Netherlands