Aerodinâmica dos Arranhacéus

GRANDES ESTRUTURAS

AERODINÂMICA DOS ARRANHA-CÉUS

2016

Sumário

Introdução 2

Arranha Céus 4

Aerodinâmica dos edifícios 5

Burj Khalifa 5

Taipei 101 6

Petronas Twin Towers 7

Shanghai World Financial Center 8

Conclusão 10

Referências 11

 

Introdução

Em torno de dez mil anos A.C., o homem deixou de ser nômade, então surgiram às primeiras aldeias com seus edifícios permanentes. O fascínio da humanidade por estruturas gigantes vem de muito tempo e mesmo sem tecnologias avançadas fomos capazes de criar superestruturas para os mais diversos propósitos. São diversas as obras que atestam o desenvolvimento da engenharia ao longo de milênios.

Os indícios de grandes obras da engenharia mais antigos são da Mesopotâmia a cerca de cinco mil anos, onde os sumérios que viviam na região construíram grandes templos. No Egito antigo dentre as mais notáveis obras da engenharia se destaca a pirâmide de Gizé (também conhecida como Quéops ou a grande pirâmide), construída a mais de quatro mil anos e uma das sete maravilhas do mundo.

Figura: Pirâmide de Gizé, Egito.

Nos dias de hoje a regra é quanto maior, melhor. E a cada ano novas construções imensas surgem na corrida de qual é a maior. No Brasil, o edifício mais alto é o Mirante do Vale que foi construído em São Paulo no Vale do Anhangabaú na década de sessenta, tem altura de 170 metros foi construído quase que inteiramente por concreto armado, característica bastante peculiar para um edifício desta altura.

Figura: Edifício Mirante do Vale- Edifício mais alto do Brasil localizado na cidade de São Paulo.

Um gigante da construção civil localizado em Dubai impressiona não apenas por sua altura, mas também pelo seu design originado de uma flor de Lótus. O Burj Khalifa tem impressionantes quase 830 metros de altura, tendo assim o titulo de maior estrutura do mundo.

Figura: Burj Khalifa - Maior estrutura do mundo. Localizado em Dubai.

Para erguer grandes estruturas é necessário levar em consideração várias forças atuantes que conforme a altura ficam mais criticas. O impacto do vento influencia tanto quanto os materiais utilizados.

Arranha Céus

Definir o que é um edifício alto é relativo e subjetivo, pois é preciso levar em conta o contexto no qual ele se insere. Quando se toma como exemplo um edifício de 40 andares, isolado, e outro, da mesma altura, numa aglomeração urbana, com prédios similares ou mais altos, o primeiro parecerá maior, mesmo que ambos sejam da mesma altura. No entanto, parâmetros de medidas são essenciais.

A circulação vertical, as estratégias e tempo de evacuação, técnicas de trabalho, esbelteza e a existência de transporte vertical expresso ajudam a caracterizar um prédio alto. A última definição dada pelo Conselho em edifícios altos e Habitat Urbano (CTBUH - Council on Tall Buildings and Urban Habitat), uma instituição composta por pesquisadores e profissionais de todo o mundo, diz que um prédio alto é um edifício em que todos seus sistemas são especiais devido à altura.

"A partir de 20 andares, o sistema de água deve ser dividido. Acima do trigésimo andar, já devem ser consideradas as simulações em túnel de vento." (Klaus Bode, Londres).

Figura: exemplificação de ação da força dos ventos quanto à altura de uma construção.

Aerodinâmica dos edifícios

Burj Khalifa

O Burj Khalifa é atualmente o prédio mais alto do mundo, localizado em Dubai, nos Emirados Árabes Unidos, com cento e sessenta andares e oitocentos e vinte e oito metros de altura do nível do solo, é quase o dobro da altura do Empire State Building, que mede quatrocentos e quarenta e nove metros de altura. Devido a sua altura, a ação do vento é de mais de duzentos e quarenta quilômetros por hora, portanto seus engenheiros precisaram arranjar soluções de vários tipos para lidar com o vento. Por exemplo, o formato dos andares, com três pontas para os lados e uma base mais larga, é bastante aerodinâmico. Com vinte e oito camadas diferentes, esta medida evita que os ventos exerçam uma pressão uniforme sobre o edifício, o que faz com ele tenha um efeito cortante sobre o vento, e este passa mais suavemente por toda a extensão da estrutura.

Figura: Demonstração das alturas dos edifícios considerados gigantes da construção civil.

Figura: Demonstrativo das camadas nos pavimentos do Burj Khalifa.

Também, nas sacadas foram instalados vidros balastrados de modo a evitar ação dos ventos nos usuários e divisórias dispostas de modo a criar corredores sem ventos para que eles passem pelas superfícies, e também treliças para que correntes descendentes não pressionem a parte superior de cada sacada. Dentro das sacadas foram instalados alarmes eólicos que avisam quando a velocidade do vento não é segura, de modo que as pessoas não saiam nas sacadas, pois é perigoso.

Estes elementos servem para proteção, mas também precisam ter uma harmonia arquitetônica com toda a estrutura.

Taipei 101

Nem sempre o uso de materiais mais resistentes e densos é recomendado. É necessário deixar que o prédio realmente balance um pouco e tenha certa flexibilidade para que ele possa suportar melhor os ventos. O Taipei 101, localizado em Taiwan, república da China, com 101 andares, em 509,2 metros, por exemplo, possui uma esfera imensa pendurada na parte de dentro do topo, que serve para contrabalancear e serve de amortecedor ao