Sobre o projeto
O projeto consistiu no reforço de uma torre de antena treliçada em aço, com cerca de 39 metros de altura, que faz parte de uma estação base de telecomunicações em Gizdavac, no Condado de Split-Dalmácia, para a Hrvatski Telekom d.d. Durante os trabalhos de escavação, verificou-se que a fundação de betão existente era significativamente menos profunda do que o esperado e que o estado e a aderência das âncoras originais não podiam ser verificados de forma fiável. Esta descoberta invalidou a abordagem de projeto inicial, que previa o prolongamento da fundação e a ativação das âncoras existentes à tração.
A estrutura é constituída por uma torre treliçada em aço S355, dimensionada de acordo com a EN 1090-2, classe de execução EXC3.
Para manter a torre e evitar trabalhos de substituição extensos, o conceito estrutural foi revisto. No modelo global, a fundação existente foi tratada como um apoio que resiste apenas à compressão, enquanto todas as reações de tração foram redirecionadas para um novo segmento de fundação, através de um adaptador de aço colocado acima da fundação. Esta abordagem minimizou a intervenção dentro dos limites condicionados do local e permitiu que a torre se mantivesse operacional durante a maior parte do processo de reforço, isolando a incerteza estrutural em elementos novos, projetados e verificáveis.
Durante a escavação, tornou-se claro que a fundação existente era muito menos profunda do que o assumido e que a capacidade resistente à tração das âncoras antigas não podia ser confirmada de forma fiável. Nestas condições, a solução inicialmente prevista deixou de ser aceitável e o conceito de apoio teve de ser redefinido.
Dejan Stojaković
Engenheiro Estrutural – DI PLAN d.o.o.
Desafios de engenharia
O principal desafio foi a capacidade resistente à tração pouco fiável da fundação e das âncoras existentes, que não pôde ser confirmada através de inspeção. Além disso, a área disponível para qualquer nova fundação estava severamente limitada pelos limites da propriedade, pelas instalações existentes e pelos corredores de proteção. A distribuição assimétrica de antenas e equipamentos ao longo da altura da torre gerou excentricidades e efeitos de torção significativos, aumentando as reações de tração em apoios individuais.
O dimensionamento estrutural foi realizado de acordo com a EN 1990 e a EN 1991, com particular ênfase na EN 1991-1-4 para a ação do vento. Os casos de carga incluíram ações permanentes, variáveis e de montagem, com combinações condicionantes definidas para obter as reações de tração máximas na base da torre.
A nível local, o adaptador de aço acima da fundação, formado por um perfil HEB550, exigiu uma verificação cuidadosa da estabilidade da alma e dos banzos. O sistema de ancoragem teve de ser dimensionado num bloco de betão estreito, tornando críticas as distâncias aos bordos, os efeitos de grupo e a interação com a armadura.
Ao modelar a fundação existente como resistente apenas à compressão e ao transferir todas as reações de tração para uma nova subestrutura de aço acima da fundação, foi possível eliminar a dependência da fundação antiga, mantendo a torre existente e respeitando as rigorosas restrições do local.
Dejan Stojaković
Engenheiro Estrutural – DI PLAN d.o.o.
Foram considerados todos os mecanismos de rotura da ancoragem relevantes, incluindo a rotura do cone de betão, a rotura por arrancamento, a extração da âncora, a rotura por corte e a rotura do aço, juntamente com os efeitos de grupo e a contribuição da armadura.
Solução e resultados
O conceito estrutural revisto separou a incerteza dos elementos controláveis. No modelo global de elementos finitos, a fundação antiga foi definida como resistindo apenas à compressão, eliminando a dependência da sua resistência à tração. As forças de tração foram transferidas através de um adaptador de aço HEB550, com enrijecedores otimizados localmente, para uma nova zona de fundação em betão, ancorada com âncoras embebidas.
IDEA StatiCa Connection foi utilizado para modelar e verificar a subestrutura acima da fundação. O software permitiu a avaliação detalhada das juntas aparafusadas, dos efeitos de alavanca, do corte e tração combinados nos parafusos e da estabilidade local do perfil HEB550. O ajuste iterativo da geometria e da posição dos enrijecedores reduziu as tensões máximas e assegurou um fluxo de forças racional, resultando num pormenor de fácil execução.
IDEA StatiCa Detail 3D foi aplicado no dimensionamento dos grupos de âncoras embebidas na nova fundação. Todos os mecanismos de rotura relevantes foram verificados de acordo com a EN 1992-4, considerando integralmente os efeitos de grupo e o betão fendilhado. Uma vantagem decisiva foi a inclusão explícita da contribuição da armadura na zona de ancoragem, o que permitiu obter resistência suficiente apesar das dimensões reduzidas da fundação e das profundidades de embebimento limitadas.
No Estado Limite Último (ULS), foi verificada a resistência dos elementos de aço, do betão e das âncoras. No Estado Limite de Utilização (SLS), foram avaliados os deslocamentos da torre, as rotações da base e o impacto nos equipamentos instalados, incluindo os efeitos de torção resultantes da distribuição assimétrica das antenas.
A solução final satisfez todos os requisitos de estado limite último e de estado limite de utilização. Os deslocamentos da torre e as rotações da base mantiveram-se dentro dos limites aceitáveis, os efeitos de torção foram geridos de forma eficaz e a execução foi concluída dentro do local condicionado, sem trabalhos temporários significativos. Em comparação com alternativas como a substituição integral da fundação ou as microestacas, o conceito adotado reduziu o risco, a duração e o custo da construção, mantendo a transparência e a rastreabilidade do projeto.
IDEA StatiCa permitiu-nos verificar juntas, enrijecedores e grupos de âncoras moldadas no local em detalhe, incluindo a contribuição da armadura. Isto proporcionou um dimensionamento transparente e verificável e orientações claras para a execução em condições de espaço limitado e com efeitos da ação exigentes.
Dejan Stojaković
Engenheiro Estrutural – DI PLAN d.o.o.
Foram avaliadas soluções alternativas, incluindo a substituição integral da fundação, microestacas e estratégias de reancoragem, mas foram rejeitadas devido à maior complexidade construtiva, às interrupções de serviço mais longas e à maior incerteza geotécnica.
Conclusão
Ao redefinir o conceito de apoio e transferir as forças de tração para uma subestrutura nova, projetada acima da fundação, o reforço da torre de antena de Gizdavac foi concluído com sucesso, sem depender da capacidade resistente incerta da fundação existente. A utilização combinada das aplicações Connection e Detail permitiu a verificação precisa das juntas, dos enrijecedores e dos grupos de âncoras embebidas, incluindo a interação com a armadura. O resultado é uma solução verificável e construtível, adaptada às restrições espaciais rigorosas e aos requisitos de operação contínua, demonstrando como uma análise digital direcionada pode reduzir significativamente o risco estrutural em projetos de reforço.
Sobre a DI PLAN d.o.o.
A DI PLAN d.o.o. é uma empresa croata de engenharia estrutural especializada na análise e no dimensionamento de estruturas de aço e de betão, com forte enfoque em reforço, ampliação e sistemas resistentes complexos. A empresa combina modelação numérica avançada com conhecimento prático de construção, entregando soluções tecnicamente sólidas, transparentes e adaptadas às condições reais da obra. Através da utilização consistente de ferramentas modernas como o IDEA StatiCa, a DI PLAN d.o.o. apoia os clientes na obtenção de estruturas seguras, eficientes e economicamente racionais, em projetos de infraestruturas e de telecomunicações.
