Prof. H.G.Poulos lança livro sobre Projeto de Fundações de Edifício Alto

O Prof. H.G.Poulos lançou recentemente o livro intitulado Tall Building Foundation Design (Projeto de Fundação de Edifício Alto), publicado pela CRC Press, Taylor & Francis Group. Uma obra de relevância enorme à comunidade técnica de geotecnia, em especial de engenharia de fundações.

O Prof. H.G.Poulos é Ph.D em Engenharia, Consultor Sênior da Coffey Geotechnics Company, em Sidney, Austrália, e Professor Emérito da Universidade de Sydney. Tem estado envolvido em muitos projetos ao longo do mundo, com destaque para o Burj Khalifa Tower em Dubai, e o Dubai Tower em Doha, Qatar. Certamente, uma das maiores autoridades técnicas em fundações no mundo.

Fig. 1 - Capa do livro do Prof. H.G.Poulos.

No livro são abordados temas relacionados aos modelos estruturais dos edifícios altos, e os análises geotécnicas para as fundações, com destaque para:

- Investigação geotécnica;

- Provas de carga;

- Parâmetros geotécnicos dos solos;

- Capacidade de suporte de estacas e previsão de recalques;

- Efeito de grupo em fundações;

- Interação fundação-estrutura;

- Monitoramento.

O CTBUH (Council for Tall Buildings and the Urban Habitat) define edifícios altos nas seguintes categorias:

- 200 a 300m: edifícios altos;

- 300 a 600m: edifícios super-altos;

- >600m: edifícios mega-altos.

Os principais componentes de um edifício alto são:

- FUNDAÇÕES: geralmente estacas e radier estaqueado;

- ESTRUTURA: deve ser projetada para resistir grandes forças de vento e cargas sísmicas, requerendo usualmente a combinação de sistemas estruturais diferentes, por exemplo concreto e aço;

- FACHADA: os elementos da fachada e os dispositivos de fixação devem resistir aos esforços de vento e cargas sísmicas, como a estrutura;

- ARQUITETURA: está relacionada ao tipo de uso do edifício (residencial ou comercial). Os acabamentos internos podem ter alto custo;

- ELEVADORES: os custos dos elevadores são bem altos e requerem alta velocidade. Podem ser para múltiplas zonas, onde o passageiro pode trocar de elevador para se deslocar aos andares mais altos;

- SERVIÇOS: Na maioria dos casos, os sistemas de serviço são divididos em zonas separadas, cada uma com uma planta localizada em pisos intermediários.

Elnimeiri and Almusharaf (2010) indicam a distribuição dos custos para construção de edifícios altos:

- Arquitetura: 40%

- Estrutura: 30%

- Instalações: 25%

- Elevadores: 5%

Ding and Wu (2014) indicam que os trabalhos relacionados à engenharia civil, em edifícios altos na China, equivalem a 30-35% do custo total da obra, tendendo a crescer para casos de edifícios com altura superior a 600m.

A forma estrutural do edifício deve estar relacionada à forma arquitetônica. Alaghmandan et al. (2016) apresentam exemplos de formas aerodinâmicas e em planta de edifícios altos:

Fig. 2 - Formatos de edifícios altos (Alaghmandan et al., 2016).

Os autores destacam a distribuição de uso dos diferentes formatos de edifícios altos: Retangular (58%); Elíptico ou Circular (16%); Triangular (9%); Curvilíneo (7%); Poligonal (7%); Paralelogramo (3%).

Ali and Moon (2007) modificaram a classificação de Khan (1969) quanto aos sistemas estruturais para edifícios altos. Observa-se que os sistemas estruturais vão mudando com as alturas dos edifícios, face necessidade de resistir aos esforços impostos.

Fig. 3 - Tipos de sistemas estruturais (Ali and Moon, 2007).

Mandolini (2003) apresenta um gráfico que correlaciona a solução de fundação em radier estaqueado (piled rafts), com a magnitude dos recalques e os fatores de segurança. Para um fator de segurança igual a 3, tem-se recalque

- Região I - solução do radier (unpiled rafts), onde o fator de segurança deve ser alto, e o recalque máximo estimado deve ser pequeno (inferior a 80mm);

- Região II - blocos pequenos de fundação (small piled rafts), onde os recalques admissíveis devem ser atendidos, com valores baixos de fator de segurança. Neste caso, o projeto de fundação deve ser definido a parti da capacidade de carga das fundações;

- Região III - blocos médios fundação (medium piled rafts), onde os recalques e capacidade de suporte requerem atenção.

- Região IV - grandes blocos de fundação (large piled rafts), onde os recalques governam o comportamento, mais que a capacidade de carga.