Localizado em Dalian, na China, este projeto consiste em um silo de homogeneização com estrutura espacial de aço de grande vão, desenvolvido como parte de uma linha de produção de cimento. O edifício é utilizado principalmente para armazenamento de materiais a granel, homogeneização de materiais, operação de equipamentos e transporte estável de materiais.
Diferentemente de um armazém industrial convencional, este projeto exigiu uma solução estrutural que proporcionasse uma ampla área de armazenamento sem colunas, coordenasse-se com os equipamentos de processo internos, resistisse à exposição ambiental industrial e suportasse a produção contínua a longo prazo. Para atender a esses requisitos, adotamos um sistema de cobertura em grelha de aço em formato de cúpula com uma estrutura espacial de grande vão, layout de suporte otimizado e projeto de interface com os equipamentos coordenado.
A cobertura em estrutura espacial de aço ajudou a melhorar a capacidade de armazenamento de materiais, reduzir a obstrução interna, facilitar o manuseio de materiais a granel e proporcionar um sistema estrutural mais durável para a operação da fábrica de cimento.
| Item | Dados técnicos |
|---|---|
| Nome do projeto | Projeto de estrutura espacial de aço para silo de homogeneização de cimento de Dalian |
| País | China |
| Localização | Dalian, província de Liaoning |
| Tipo de projeto | Estrutura metálica de fábrica de cimento / Silo de homogeneização / Instalação de armazenamento de materiais a granel |
| Aplicação principal | Armazenamento de materiais a granel, homogeneização, transporte, operação de equipamentos e suporte à produção. |
| Sistema Estrutural | Estrutura espacial de aço de camada dupla em forma de cúpula / revestimento em grelha de aço |
| Vão estrutural principal | Aproximadamente 108 m |
| Vão livre máximo | Aproximadamente 112 m |
| Comprimento/Diâmetro do Edifício | Aproximadamente 118 m |
| Área coberta | Aproximadamente 10.500–11.500 m² |
| Altura da elevação da cúpula | Aproximadamente 28 m |
| Altura estrutural máxima | Aproximadamente 36 m |
| Profundidade da estrutura espacial | Aproximadamente 3,2–4,5 m |
| Módulo de grade | Grade modular de aproximadamente 3,0 m / 3,6 m |
| Consumo de aço | Aproximadamente 72–88 kg/m² |
| Classe principal de aço | Aço estrutural Q355 |
| Aço secundário | Aço estrutural Q235 |
| Tipo de membro | Tubos circulares de aço / perfis ocos soldados / componentes nodais |
| Método de conexão | Fabricação de nós soldados + montagem aparafusada no local |
| Grau do parafuso | Parafusos de alta resistência 10.9S / Parafusos comuns 8.8 |
| Tratamento de superfície | Sistema de revestimento anticorrosivo industrial para jateamento abrasivo Sa 2.5 + |
| Ambiente alvo | Ambiente industrial de cimento / Durabilidade média a alta (C4) |
| Período de fabricação | Aproximadamente 50 dias |
| Entrega de materiais no local da obra | Aproximadamente 7 a 10 dias após o envio do lote. |
| Período de montagem no local | Aproximadamente 75 dias |
| Conclusão do projeto | 2022 |
O principal objetivo do projeto era criar um espaço coberto de grande vão para o armazenamento e homogeneização de materiais de produção de cimento.
O projeto adotou um sistema de estrutura espacial de aço em formato de cúpula. Comparado com os sistemas tradicionais de cobertura em treliça ou concreto, a estrutura em grelha de aço proporcionou melhor distribuição espacial da carga, menor peso próprio, maior adaptabilidade a layouts de armazenamento circulares ou irregulares e maior eficiência construtiva.
A cobertura de grande vão reduziu a necessidade de colunas internas, permitindo que os equipamentos internos de movimentação de materiais, o sistema de esteiras transportadoras e o processo de homogeneização operassem com menos restrições de espaço. Isso foi especialmente importante para uma fábrica de cimento, onde a continuidade da produção, o espaço livre para os equipamentos, o fluxo de materiais e o acesso para manutenção a longo prazo são cruciais.
O projeto foi concebido e executado de acordo com as normas nacionais chinesas para estruturas de aço, edifícios industriais e construções em estrutura espacial. As principais normas aplicáveis incluíam:
A norma GB 50017-2017 aplica-se ao projeto de estruturas de aço para edifícios industriais e civis e estruturas em geral, enquanto a GB 50205-2020 aplica-se à aceitação da qualidade da construção em engenharia de estruturas de aço. A GB 50661-2011 abrange a soldagem de estruturas de aço com espessura mínima de 3 mm em engenharia de estruturas de aço industriais e civis, e a GB/T 1591-2018 aplica-se a aços estruturais de alta resistência e baixa liga para fins estruturais e de engenharia em geral.
Para este projeto, o cálculo estrutural considerou o peso próprio, a sobrecarga do telhado, a carga de vento, a carga de neve, o efeito da temperatura, a carga da fase de construção, a carga na interface do equipamento e a transferência de força local nas zonas de apoio.
Os principais elementos da estrutura espacial de aço utilizados Aço estrutural Q355 , incluindo elementos de compressão primários, elementos de tração, anéis de suporte, elementos da corda principal e componentes-chave de transferência de carga. Elementos secundários e suportes auxiliares utilizados Aço estrutural Q235 De acordo com o nível de carga, a posição de conexão e a função de instalação.
O escopo da fabricação incluiu:
Como o projeto adotou um sistema de estrutura em grelha de grande vão, a precisão de fabricação foi crucial. A posição dos nós, o comprimento dos elementos, o alinhamento dos furos dos parafusos, a elevação dos apoios e a tolerância geométrica cumulativa afetaram diretamente a forma final da cúpula e a eficiência da instalação.
O processo de soldagem foi controlado de acordo com GB 50661-2011 — Código para soldagem de estruturas de aço Os métodos de soldagem foram selecionados de acordo com o diâmetro do tubo, a espessura da parede, o tipo de nó e os requisitos de transferência de carga.
Os principais métodos de soldagem incluíam:
O controle de qualidade está focado em:
Para uma cúpula com estrutura espacial de aço, o controle geométrico é mais sensível do que em uma edificação com pórticos convencionais. Pequenos desvios em um nó podem afetar vários elementos conectados, portanto, a inspeção de fabricação e o planejamento da sequência de montagem foram considerados pontos de controle essenciais.
O projeto está localizado em um ambiente industrial de cimento, onde poeira, umidade, variação de temperatura e exposição à produção podem aumentar a pressão de manutenção. Portanto, os elementos de aço foram protegidos com um sistema de revestimento anticorrosivo industrial.
O sistema de tratamento e revestimento de superfície incluiu:
| Processo | Requisitos técnicos |
|---|---|
| Preparação da superfície | Detonação com granalha até Sa 2.5 |
| Referência de superfície | Grau de preparação equivalente a GB/T 8923.1 / ISO 8501-1 |
| Cartilha | Primer epóxi rico em zinco, aprox. 60–75 μm |
| Camada intermediária | Revestimento epóxi de óxido de ferro micáceo, aproximadamente 80–100 μm |
| Casaco de cima | Revestimento de acabamento em poliuretano, aproximadamente 50–60 μm |
| Espessura total da película seca | Aproximadamente 200–235 μm |
| Ambiente alvo | Ambiente industrial de cimento |
| Área de Controle Especial | Anel de suporte, interface de equipamento, nós expostos, zonas de acesso para manutenção |
Para elementos de aço próximos a equipamentos de transporte, plataformas de inspeção, áreas de borda de telhado e zonas de exposição à poeira industrial, a qualidade do revestimento e a espessura da película seca foram controladas de forma mais rigorosa para reduzir a necessidade de manutenção a longo prazo.
Este projeto exigiu uma estreita coordenação entre a estrutura espacial de aço e o processo de produção de cimento.
Os principais pontos de coordenação incluíam:
A estrutura de aço não foi projetada como um sistema de cobertura isolado. Ela precisava atender a toda a lógica de produção da fábrica de cimento, incluindo armazenamento de materiais, homogeneização, transporte, operação de equipamentos, inspeção e manutenção a longo prazo.
O fluxo de trabalho de detalhamento focou no controle da geometria espacial, na precisão dos nós, na segmentação da instalação e na coordenação da interface dos equipamentos.
Os principais pontos de controle de detalhamento incluíam:
Para estruturas espaciais de aço de grande vão, o detalhamento inicial determina diretamente a eficiência da obra. A modelagem 3D precisa e a coordenação dos nós ajudaram a reduzir o desalinhamento, evitar modificações repetidas no local e permitir uma montagem controlada sob as restrições de um canteiro de obras industrial.
Durante a fase inicial de comunicação, o cliente focou em vários requisitos essenciais:
Com base nesses requisitos, nossa equipe otimizou o vão da cúpula, a geometria da estrutura em grelha, o layout dos suportes, o projeto dos nós, a segmentação dos elementos, o sistema de revestimento e a sequência de montagem.
Antes da fabricação, o cliente revisou os desenhos de arranjo geral, o layout dos nós da estrutura espacial, os desenhos de detalhamento dos suportes, a lista de componentes, a sequência de instalação, as zonas de interface dos equipamentos e a especificação de revestimento. Os componentes foram marcados por zona da grade e lote de entrega para facilitar a identificação no local e a continuidade da instalação.
O silo de homogeneização exigia uma ampla área coberta com o mínimo de obstrução interna. A estrutura espacial de aço em forma de cúpula proporcionou uma solução de cobertura de grande vão, mantendo o armazenamento eficiente de materiais e a operação dos equipamentos.
O projeto incluiu muitos elementos tubulares que se cruzavam e nós de grelha repetidos. A precisão dos nós, o controle do comprimento dos elementos e a sequência de instalação foram cruciais para manter a geometria da cúpula.
A estrutura de aço precisava ser integrada aos equipamentos de transporte, instalações de homogeneização, passarelas de manutenção e zonas de apoio. A análise prévia da interface ajudou a reduzir conflitos no local.
O ambiente de trabalho exigia um sistema anticorrosivo prático e uma proteção reforçada nos nós expostos, zonas de suporte e áreas de interface dos equipamentos.
A cobertura de grande vão exigiu instalação em etapas, coordenação de guindastes, planejamento de suporte temporário e verificação geométrica contínua durante a montagem.
