Como uma representação do potencial da construção em madeira, a Exposição Agrícola de Tianfu vai além do que é possível. A maior estrutura de madeira da Ásia e uma das maiores do mundo, as cinco abóbadas do projeto são compostas por cordas de madeira crescentes ancoradas com correias de aço, todas envoltas em membranas de ETFE pré-tensionadas.
Estruturas de madeira maciça são raras na China, mas os projetistas da empresa de design China Architecture Design & Research Group (CADG) queriam algo que representasse a mensagem sustentável e o cenário natural da exposição agrícola. A CADG trabalhou com o engenheiro estrutural StructureCraft nos designs diferenciados das abóbadas, que incluem 3.500 membros de madeira laminada com curvas exclusivas. “A restrição de fogo para materiais estruturais na China é o maior obstáculo para a promoção de estruturas de madeira”, explica Cui Lai, arquiteto-chefe do CADG. “O que tornou este projeto possível foi que os espaços sob as abóbadas são definidos como espaço exterior. Somente quando os cofres fossem vistos como estruturas não construtivas poderíamos contornar as restrições dos códigos de incêndio.
Depois de abordar as preocupações sobre segurança contra incêndio e questões sísmicas, o principal desafio foi como traduzir os projetos 3D em algo que pudesse ser montado por equipes de trabalho que podem ter experiência limitada em construção em massa de madeira. Além disso, as restrições de viagem relacionadas ao COVID-19 limitaram as oportunidades para os engenheiros da StructureCraft, com sede no Canadá, visitarem o local pessoalmente.
“Criamos um modelo de fabricação completo e altamente detalhado no Rhino que foi capaz de conduzir quase toda a sequência de construção”, diz Lucas Epp, vice-presidente e chefe de engenharia da empresa com sede em Abbotsford, BC. “Mas como você diz a centenas de trabalhadores na China como construir isso, quando só conseguimos levar uma pessoa de nossa empresa para a China durante a construção?”
Foto: Kang Kai
A StructureCraft já havia trabalhado semi-remotamente em outros projetos na China antes, mas o projeto Tianfu estava em outra escala. O que a empresa decidiu foi pré-fabricar totalmente os segmentos de glulam na Europa, depois embalá-los e enviá-los para a China prontos para serem montados. “Todos os elementos foram pré-fabricados em CNC, pré-cortados no tamanho certo, até os orifícios dos parafusos e tudo mais”, diz Epp.
Mas isso não tornou os elementos estruturais menos difíceis de projetar. “Um sistema de treliça normal seria o projeto tradicional, mas o arquiteto queria remover a cinta de treliça”, explica Epp. O projeto resultante tem cada arco composto por uma única corda inferior com duas cordas superiores conectadas por uma rede de aço simples. As conexões de base de aço em cada extremidade de um arco transferem as forças de corda através de placas embutidas de aço nas fundações de concreto das abóbadas. O design simplificado permitiu que os membros de glulam fossem enviados em contêineres de remessa padrão.
Foto: JI Li
Chegando da Europa, os componentes pré-fabricados dos arcos foram montados fora do local na China e depois colocados no local por guindastes no local. O maior dos arcos tem vão livre de até 450 pés e quase 150 pés de altura. “São estruturas enormes, então conseguimos automatizar a criação dos desenhos da loja [a partir do modelo 3D]”, diz Epp. “Foram cerca de 15.000 desenhos de loja, todos automatizados.”
Usando o Procore, a StructureCraft conseguiu coordenar com os trabalhadores na China o status de cada peça dos arcos, documentando qualquer dano ou erro de fabricação. “O uso do Procore nos permitiu ter cada peça com hiperlinks, mergulhar em qualquer montagem específica, perfurar essa peça e ver o desenho da loja”, diz Epp. Os trabalhadores na China enviavam fotos de cada peça à medida que chegavam e eram instaladas, anexando as imagens no Procore. “Eles carregavam uma foto no Procore e nós a víamos em nosso iPad um minuto depois”, diz Epp.
Foto: Structurecraft
A montagem das abóbadas de madeira maciça também foi complicada por um cronograma de projeto agressivo que viu os espaços internos das abóbadas sendo construídos enquanto as abóbadas ainda estavam sendo erguidas acima deles. De acordo com Epp, isso levou a algumas revisões rápidas no esforço de encenação, pois as torres de escoramento planejadas para os arcos foram encontradas em locais não mais acessíveis. “Usamos essas torres de escoramento dinâmicas, com muitos macacos e dobradiças ajustáveis para que pudessem trabalhar em diferentes ângulos das cordas”, diz ele. A montagem dos cofres levou seis dos 15 guindastes no local, incluindo alguns guindastes sobre esteiras de 500 toneladas.
Foto: Structurecraft
Embora a madeira maciça ainda esteja ganhando aceitação na China, onde o aço estrutural e o concreto são amplamente utilizados, Epp diz que o projeto Tianfu já está chamando a atenção. “Este é um marco para a madeira na China”, diz ele. Os comitês nacionais de revisão de padrões sísmicos e de incêndio que assinaram o projeto incluíam arquitetos e engenheiros de toda a China – que viram que era possível, acrescenta Epp. “Queríamos o que o arquiteto queria – uma visão sustentável. E descobrimos que os desafios técnicos eram superáveis.”
Cui Lai do CADG concorda. “O sucesso deste projeto chamou a atenção de um grande número de clientes, incluindo governos locais e desenvolvedores, porque está de acordo com as estratégias nacionais de desenvolvimento verde e de baixo carbono”, afirma. “Acredito que as abordagens de design de madeira maciça terão mais oportunidades de aplicação no futuro.”
Fonte: Engineering News Record