Projeto de fábrica de estruturas metálicas industriais pesadas em Karaganda, Cazaquistão.
Localizado em Karaganda, no Cazaquistão, este projeto é uma planta industrial de grande escala com estrutura de aço, desenvolvida para produção industrial pesada, operações de processo integradas, suporte a utilidades e expansão da planta a longo prazo.
Ao contrário de um armazém padrão ou de uma oficina industrial leve, este projeto exigiu um sistema de estrutura de aço mais robusto. O edifício precisava suportar grandes áreas de produção, equipamentos de processo pesados, interfaces de tubulações, sistemas de ventilação, acesso para manutenção e desempenho estável em condições climáticas frias.
Para atender a esses requisitos, fornecemos uma solução de estrutura metálica robusta com edifícios industriais de grandes vãos, zonas de suporte de utilidades coordenadas, estrutura de cobertura otimizada e um layout geral prático da planta. O projeto estrutural priorizou alta capacidade de carga, estabilidade durante a construção, resistência à carga de neve, proteção contra corrosão e montagem eficiente para um projeto de grande escala e complexidade.
Dados do projeto
| Item | Dados técnicos |
|---|---|
| Nome do projeto | Projeto da Usina de Estruturas Metálicas Pesadas da Indústria de Karaganda |
| País | Cazaquistão |
| Localização | Karaganda, Cazaquistão |
| Tipo de projeto | Edifício Industrial Pesado em Aço / Fábrica de Estruturas Metálicas |
| Aplicação principal | Produção industrial pesada, operação de processos, suporte de utilidades, manutenção e armazenamento. |
| Sistema Estrutural | Estrutura metálica pesada de múltiplos vãos + sistema de treliças de cobertura + estruturas metálicas de suporte para utilidades |
| Comprimento do edifício principal | Aproximadamente 360 m |
| Largura do edifício principal | Aproximadamente 240 m |
| Área principal coberta | Aproximadamente 86.400 m² |
| Área total da estrutura de aço | Aproximadamente 105.000 m², incluindo zonas auxiliares de aço. |
| Vão estrutural principal | 4 vãos × 36 m / zonas de vão parcial de 42 m |
| Amplitude local máxima | Aproximadamente 48 m |
| Espaçamento entre colunas | Grade modular de 9 m / 12 m |
| Altura da beira do telhado | Aproximadamente 18 m |
| Altura máxima do telhado | Aproximadamente 26 m |
| Altura de suporte de equipamento local | Aproximadamente 32 m |
| Consumo de aço | Aproximadamente 95–125 kg/m² |
| Classe principal de aço | Aço estrutural para baixas temperaturas equivalente a Q355D / S355J2 |
| Grau secundário do aço | Aço equivalente a Q235/S235 |
| Método de conexão | Soldagem em oficina + montagem aparafusada no local |
| Grau do parafuso | Parafusos de alta resistência 10.9S / Parafusos comuns 8.8 |
| Sistema de telhado e parede | Painéis de revestimento metálico isolantes para desempenho em climas frios. |
| Tratamento de superfície | Sistema de jateamento abrasivo Sa 2.5 + revestimento anticorrosivo de alta resistência |
| Nível de execução | Estruturas metálicas industriais pesadas, equivalentes às zonas EN 1090-2 EXC2 / selecionadas zonas EXC3. |
| Período de fabricação | Aproximadamente 75 dias |
| Entrega de materiais no local da obra | Aproximadamente 28 a 35 dias após o envio do lote. |
| Período de montagem da estrutura de aço no local | Aproximadamente 150 dias |
| Conclusão do projeto | 2024 |
Conceito de projeto estrutural
O principal objetivo deste projeto foi criar um sistema de estrutura de aço estável, de alta capacidade e expansível para operações industriais pesadas.
A principal área de produção adotou um sistema de estrutura metálica pesada com múltiplos vãos e suporte em treliças de cobertura. Essa configuração proporcionou grandes áreas de trabalho para linhas de processo, instalação de equipamentos, movimentação de materiais e acesso para manutenção. Comparada a um sistema de pórtico leve, a solução com estrutura metálica pesada ofereceu melhor adaptabilidade a cargas industriais, sistemas de ventilação instalados no telhado, interfaces de tubulação e futuros ajustes de processo.
O projeto estrutural também levou em consideração o clima frio de Karaganda. Acúmulo de neve, ação do vento, resistência do material em baixas temperaturas, instalação sob restrições sazonais e durabilidade do revestimento a longo prazo foram todos analisados durante a fase de projeto e detalhamento.
Normas de projeto e engenharia
O projeto foi desenvolvido levando em consideração o arcabouço de engenharia local do Cazaquistão e as práticas de projeto de estruturas metálicas baseadas no Eurocódigo. As principais referências de projeto incluíram:
O Cazaquistão possui normas SP RK EN baseadas no Eurocódigo para projeto estrutural; a SP RK EN 1993-1-1:2005/2011 abrange regras gerais e normas para edifícios de aço, enquanto a SP RK EN 1991-1-4:2005/2011 aborda a ação do vento. A EN 1090-2:2018+A1:2024 especifica os requisitos técnicos para a execução de estruturas metálicas, e a ISO 12944-5:2019 descreve os sistemas de pintura protetora comumente utilizados para a proteção contra corrosão de estruturas de aço.
Para a execução final do projeto, o engenheiro responsável local deve confirmar os valores adotados para carga de neve, carga de vento, parâmetros sísmicos, efeito da temperatura e cargas de operação industrial, de acordo com a documentação aprovada do projeto no Cazaquistão.
Materiais e Fabricação
Como este projeto está localizado em uma região de clima frio, os principais elementos estruturais foram especificados levando em consideração a resistência a baixas temperaturas. Os principais componentes de suporte de carga utilizados foram... Aço estrutural equivalente a Q355D / S355J2 , incluindo colunas principais, treliças do telhado, vigas pesadas, estruturas de contraventamento, zonas de suporte de equipamentos e principais componentes de conexão.
Membros secundários usados Aço equivalente a Q235/S235 , incluindo terças, travessas, suportes da estrutura da parede, plataformas auxiliares, contraventamento local e elementos estruturais não primários.
O processo de fabricação incluiu:
Para um projeto desta escala, a consistência na fabricação era crucial. Módulos de estrutura repetidos, conexões de treliças robustas, elementos de cobertura de grande vão e interfaces de suporte de utilidades exigiam um controle dimensional rigoroso antes do envio para reduzir o desvio cumulativo de instalação no local.
Soldagem e Controle de Qualidade
O processo de soldagem foi controlado por meio de procedimentos aprovados de WPS (Especificação de Procedimento de Soldagem) e PQR (Relatório de Qualificação de Processo). Diferentes métodos de soldagem foram selecionados de acordo com a espessura do elemento, o tipo de conexão, o nível de carga e a sequência de fabricação.
Os principais métodos de soldagem incluíam:
O fluxo de trabalho de soldagem e inspeção referenciado:
Para estruturas pesadas de aço industrial, o foco do controle de qualidade foi direcionado para o tamanho da solda, continuidade da solda, qualidade da penetração, controle de deformação, alinhamento dos furos dos parafusos, retidão das colunas, curvatura da treliça e precisão da placa de conexão.
As soldas críticas nas colunas principais, treliças do telhado, estruturas de contraventamento, zonas de suporte de equipamentos e nós de transferência de carga pesada foram inspecionadas com maior rigor devido às exigências operacionais do projeto.
Sistema de proteção anticorrosiva e contra climas frios
O projeto exigia um sistema de proteção adequado para operações industriais pesadas e para o ambiente frio, seco e sazonalmente nevoso de Karaganda.
O processo anticorrosivo incluiu:
| Processo | Requisitos técnicos |
|---|---|
| Preparação da superfície | Detonação com granalha até Sa 2.5 |
| Referência de superfície | ISO 8501-1 |
| Cartilha | Primer epóxi rico em zinco, aprox. 75 μm |
| Camada intermediária | Revestimento epóxi de óxido de ferro micáceo, aproximadamente 100–125 μm |
| Casaco de cima | Revestimento de acabamento em poliuretano, aproximadamente 60–80 μm |
| Espessura total da película seca | Aproximadamente 240–280 μm |
| Ambiente alvo | Zonas industriais C4 de alta intensidade / selecionadas C5-I |
| Área de Controle Especial | Interface da estrutura de tubulação, zona de ventilação, aço exposto e áreas de acesso para manutenção. |
Em estruturas de aço expostas selecionadas, áreas de suporte de tubulações, estruturas de suporte de ventilação e zonas de interface industrial, a espessura do revestimento foi controlada de forma mais rigorosa para reduzir a necessidade de manutenção a longo prazo.
O sistema de revestimento foi selecionado não apenas pela sua resistência à corrosão, mas também pela sua durabilidade industrial, variação de temperatura e operação a longo prazo em um ambiente de produção intenso.
Coordenação de BIM e Detalhamento
Este projeto exigiu um nível de detalhamento e coordenação superior ao de um armazém de aço padrão. A estrutura metálica precisava interagir com equipamentos de processo, unidades de ventilação no telhado, sistemas de suporte de tubulação, corredores de manutenção, revestimento de paredes, drenagem de neve e requisitos futuros de operação da planta.
Nosso fluxo de trabalho de detalhamento focava em:
O principal objetivo era reduzir a incerteza no local antes da fabricação. Em grandes projetos industriais, erros de projeto costumam ser dispendiosos, pois afetam não apenas a montagem da estrutura de aço, mas também a instalação de equipamentos, tubulações de processo, coordenação de instalações elétricas, hidráulicas e mecânicas (MEP) e o comissionamento da produção.
Entrega e comunicação com o cliente
Durante a fase inicial de comunicação, o cliente focou em vários requisitos operacionais:
Com base nesses requisitos, nossa equipe de engenharia coordenou o layout estrutural geral, a malha de colunas, o vão da treliça, o sistema de suporte do telhado, a estrutura de suporte dos equipamentos, a interface do suporte da tubulação, o sistema de revestimento e a especificação anticorrosiva.
Antes da fabricação, o cliente revisou os desenhos de arranjo geral, o layout dos parafusos de ancoragem, o modelo 3D da estrutura de aço, os detalhes das conexões pesadas, o arranjo do sistema de cobertura, a interface da estrutura de tubulação e a sequência de montagem. Os componentes de aço foram entregues em lotes de acordo com a prioridade de instalação no local, auxiliando a equipe de montagem no controle do cronograma, do espaço de armazenamento e da sequência de içamento.
Desafios e soluções na construção civil
1. Layout industrial pesado em grande escala
O projeto envolveu uma área de produção muito extensa com múltiplas zonas estruturais. Um sistema de estrutura metálica pesada com múltiplos vãos foi adotado para organizar o espaço de produção, o suporte de utilidades, a estrutura do telhado e a lógica de expansão futura.
2. Desempenho estrutural em climas frios
O clima frio de Karaganda exigiu uma análise cuidadosa da carga de neve, do efeito da temperatura, da resistência dos materiais, da drenagem do telhado e das restrições de construção no inverno.
3. Conexão robusta e controle de deformação
As estruturas principais, as treliças do telhado e os elementos de suporte dos equipamentos exigiam um controle rigoroso da sequência de soldagem e inspeção dimensional para reduzir a deformação e melhorar a precisão da montagem no local.
4. Coordenação de processos e utilidades
A estrutura de aço precisava ser integrada com os suportes de tubulação, dutos de ventilação, zonas de equipamentos e acessos para manutenção. Isso exigiu um controle de interfaces desde o início da fase de detalhamento.
5. Entrega em lotes e instalação em grandes locais
Devido à dimensão do projeto, os elementos de aço foram divididos por zona de instalação e entregues em lotes. Isso contribuiu para melhorar a gestão do armazenamento no local, o planejamento do uso de guindastes e a continuidade da montagem.
Resultado do projeto
O projeto concluído oferece um sistema de estrutura de aço de alta capacidade, durável e expansível para a produção industrial pesada em Karaganda, Cazaquistão.
Por meio de um projeto estrutural robusto, seleção de materiais resistentes a baixas temperaturas, detalhamento assistido por BIM, fabricação controlada e planejamento de montagem em etapas, o projeto possibilitou uma construção eficiente e uma operação industrial de longo prazo.
Este projeto demonstra nossa capacidade de fornecer soluções em estruturas de aço para grandes plantas industriais, instalações de manufatura pesada, edifícios industriais em climas frios, estruturas de aço integradas a serviços públicos e projetos industriais complexos no exterior.
