O plug and play é uma tecnologia construtiva aonde módulos pré fabricados são levados à obra e montados rapidamente, como se fossem legos!

A construção modular, na qual conjuntos completos – que vão desde as salas das fábricas até os apartamentos – são fabricados e testados externamente e depois simplesmente encaixados no local, está revolucionando a construção em todo o mundo.

Este tipo de tecnologia vem ganhando cada vez mais espaço no mercado, pela rapidez na montagem das peças na obra, diminuindo os gastos e gerando mais controle no processo de fabricação.

Este blocos são capazes de serem interligados entre si de maneira a formar complexos imobiliários habitáveis e de alta qualidade. 

Como modelo de encaixe, os projetos não se limitam apenas à construção de residências, podendo ser facilmente  adaptados a qualquer tipo de projeto.

Escritórios, showrooms, academias, alojamentos de obras, hotéis, módulos escolares, módulos para posto de saúde e varejo são apenas algumas das inúmeras possibilidades a serem exploradas!

Mas e na concepção de arranha céus, será que estamos perto de conseguir um projeto satisfatório?

Módulo de aço padrão (à esquerda) foi modelado em um prédio de 40 andares (à direita)

Os benefícios incluem construção mais curta, maior segurança, redução de desperdício e maior desempenho. Ele vem sob vários nomes, incluindo “métodos modernos de construção” no Reino Unido, “edifício modular permanente” nos EUA, “construção volumétrica pré-fabricada” em Cingapura e “construção integrada modular” em Hong Kong.

Desafios de engenharia

No entanto, conceber sistemas modulares para edifícios altos é mais tecnicamente desafiador do que aqueles usados ​​atualmente para estruturas de baixa a média elevação, particularmente onde o espaço é escasso e ventos fortes e cargas sísmicas são prováveis.

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O levantamento e o manuseio de módulos também são uma grande preocupação ,portanto, reduzir o peso do módulo é uma prioridade. No entanto, a redução do peso próprio pode resultar em elevação excessiva da tensão sob fortes ventos e levar a um comportamento não linear durante os terremotos.

Além disso, a estabilidade lateral dos edifícios modulares é principalmente fornecida por uma escada de concreto armado e  um núcleo de sustentação. Para estruturas de arranha-céus, a estabilidade pode seraumentada pela adição de braços estabilizadores de aço ao núcleo e às coluna sde borda de aço, mas a análise das tensões induzidas nos módulos torna-se altamente complexa.

Soluções e recomendações

A Universidade de Hong Kong realizou recentemente um estudo de viabilidade para o governo de Hong Kong sobre o uso de construção modular para edifícios altos.

Esquemas estruturais para edifícios de 31 a 40 andares usando módulos de aço comumente fabricados foram numericamente modelados no software Etabs e analisados​​ contra cargas de vento críticas codificadas.

Os resultados mostraram que os arranha-céus modulares são viáveis ​​em relação à estabilidade estrutural – isto é, eles podem satisfazer as limitações de deriva nos andares mais altos e entre andares devido às cargas de vento.

Isso, no entanto, depende do projeto cuidadoso do layout da parede do núcleo, da espessura da parede do núcleo e das conexões entre os módulos e o núcleo.

Módulos com um lado diretamente conectado ao núcleo são recomendados para que a maioria das cargas laterais possa ser transferida para o núcleo por cada módulo de forma independente.

Além disso,essas conexões devem ser projetadas como terminais na direção vertical. Como uma abordagem de limite inferior, as conexões com extremidades de pinos foram usadas no modelo numérico e foram comparadas com a análise de elementos finitos usando ábacos em termos de rigidez, capacidade de carga, deformação edistribuição de tensão.

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Materiais de maior resistência

Além disso, colunas de aço de alta resistência de graus S690 ou mesmo S960 podem ser usadaspara fabricar os módulos para garantir capacidade de carga suficiente.

Para módulos de concreto, adotar paredes de concreto reforçado com fibra e/ou placas pode ajudar a reduzir o peso estrutural a um nível ótimo.

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