Pirâmide londrina

Com 306 m de altura, The Shard é o
edifício mais alto da Europa,
mas logo deve ser ultrapassado
por quatro torres atualmente em construção
em Moscou

Edifício mais alto da Europa emprega estrutura híbrida e soluções inovadoras para transporte vertical

RESUMO DA OBRA

The Shard

Altura: 306 m

Pavimentos: 72 públicos e 15 técnicos

Área construída: 126.712 m²

Inaugurado em julho, o edifício The Shard, torre de vidro que se destaca no horizonte de Londres, detém hoje o título de prédio mais alto da Europa, com 306 m de altura. Assinado pelo arquiteto italiano Renzo Piano, o projeto contempla um conjunto de uso misto - ou uma "cidade vertical", nas palavras do projetista - com escritórios, hotel, restaurantes e apartamentos residenciais, além de pavimentos técnicos e um mirante com vista panorâmica da capital inglesa.

A intenção do arquiteto era criar um edifício de uso estratificado de acordo com a altura dos pavimentos. O volume piramidal esbelto que Piano atribuiu à torre vai ao encontro dessa necessidade: nos pavimentos mais baixos, onde as lajes são mais generosas, ficam os ambientes de escritórios, que exigem espaços mais amplos e flexíveis; o trecho médio do edifício, com espaços medianos, foi destinado às instalações de restaurantes e um hotel cinco estrelas; nos últimos pavimentos, com lajes menores e vista mais nobre, ficam os apartamentos residenciais de altíssimo padrão.

Estrutura

Pilares metálicos são posicionados no
terreno para compor o núcleo de concreto, 
espinha dorsal da torre, tornando possível
sua execução ao mesmo tempo em
que avançassem as escavações dos subsolos

Para tornar viável a construção do The Shard, o projeto estrutural do escritório WSP Cantor Seinuk combinou sistemas construtivos diferentes, harmonizando as demandas de cada trecho da torre. O principal elemento da estrutura é um núcleo rígido de concreto moldado in loco com projeção de 22 m x 19 m e 244 m de altura, que garante a segurança relacionada às forças horizontais dos ventos e à estabilidade em situação de sismos. Ele abriga também as prumadas das instalações prediais, os elevadores e escadas de emergência.

A partir do núcleo, foram construídos os pavimentos. Até o 39º andar onde ficam os escritórios, os restaurantes e os espaços comuns do hotel, a estrutura reticulada é composta por vigas e pilares metálicos e lajes steel deck com concreto leve, que viabilizaram vãos de até 15 m entre a fachada e o núcleo de concreto.

Já nos pavimentos do trecho médio (40º ao 68º), onde ficam os quartos do hotel e os apartamentos residenciais, os pilares são de concreto moldado in loco de alta resistência, com fck variando de 65 MPa a 80 MPa, para minimizar as dimensões de sua seção. Nesses níveis, as lajes são protendidas, garantindo vãos de até 9 m e o adequado isolamento acústico entre os quartos do hotel e as unidades residenciais. A partir do 69º andar, onde ficam o mirante público e pisos técnicos, o edifício volta a ter estrutura metálica.

Construção invertida

As obras do edifício The Shard começaram em março de 2009 e deveriam ser concluídas antes da Olimpíada de 2012. Como em toda obra de edificações, as etapas de escavação do terreno e das fundações da torre constituíam atividades críticas no planejamento.

A solução encontrada para reduzir em quatro meses o cronograma de execução do empreendimento foi o método da construção invertida, em que as escavações dos três subsolos e o núcleo de concreto eram executados ao mesmo tempo. Primeiro, foi executada a contenção do terreno com estacas escavadas de 90 cm de diâmetro.

Depois, foram escavadas e concretadas as estacas de 1.500 mm de diâmetro a mais de 50 m de profundidade, encabeçadas por pilares metálicos. A precisão do alinhamento vertical é garantida por um sistema de medição a laser, e a estabilidade do conjunto por contraventamentos. Foi feita então a concretagem da laje do térreo, em concreto armado, e da seção inicial do núcleo estrutural da torre. Assim, os trabalhos de escavação dos três subsolos poderiam seguir durante a execução da superestrutura. Todos os trabalhos foram realizados com técnicas que minimizavam as vibrações para não causar danos às construções vizinhas - o canteiro é circundado por edifícios tombados pelo patrimônio histórico, linhas de metrô e redes de infraestrutura urbana.

A laje de fundo do terceiro subsolo, que sob o núcleo de concreto tem 3 m de espessura, precisava ser executada rapidamente para não atrasar a evolução da superestrutura. Em uma atividade contínua que durou 32 horas durante a Páscoa de 2010, foram aplicados cerca de 5,5 mil m³ de concreto, em uma operação que mobilizou cerca de 750 caminhões-betoneira.

No restante da estrutura, foram empregadas 26 diferentes dosagens do concreto, além de bombas de alta pressão, para atender às diferentes necessidades referentes às condições climáticas e à altura onde as concretagens eram realizadas.

1. Primeiro, foram executadas as contenções do terreno, as fundações e os pilares metálicos. Em torno da cabeça dos pilares foi executado o trecho inicial do núcleo de concreto

2. Após a concretagem da laje do térreo, inicia-se a escavação dos três subsolos em torno dos pilares devidamente contraventados. Ao mesmo tempo, segue a execução da superestrutura.

3. Quando as escavações terminam, finalmente é executado o trecho de subsolo do núcleo de concreto, que torna os pilares metálicos redundantes. A laje de fundo - que chega a ter 3 m de espessura - é executada de uma só vez, em uma operação que aplicou 5.500 m³ de concreto durante 32 horas ininterruptas.

Pilares periféricos

O projeto arquitetônico previa diferentes espaçamentos entre as colunas da fachada conforme a altura do edifício. Assim, no nível dos escritórios, o espaçamento entre os pilares inclinados seria de 6 m, reduzindo-se pela metade (3 m) nos andares dos restaurantes, hotéis e apartamentos e para 1,5 m nos pavimentos técnicos do topo da torre.

Transporte vertical de materiais e trabalhadores foi um dos grandes desafios da obra, que empregou a grua mais alta do Reino Unido

Para garantir a adequada transferência de carga, foi necessário projetar vigas de transição em diferentes pontos da estrutura, principalmente na porção média da torre. Nos pavimentos inferiores, os pilares tubulares foram preenchidos com concreto para aumentar sua rigidez.

Nesse trecho do edifício, o arquiteto também projetou uma extensão horizontal da torre que cria um pequeno volume anexo, chamado de backpack, para eventuais expansões dos escritórios. Além da descontinuidade na fachada, criou-se a necessidade de aumentar os vãos entre os pilares para garantir a flexibilidade de layout nos andares. Estruturas triangulares de transição nos pavimentos superiores foram projetadas para distribuir horizontalmente as cargas da fachada. O backpack conta com um núcleo secundário de concreto moldado in loco que assegura que eventuais esforços horizontais aos quais seja submetido não sejam transferidos para a torre principal, evitando movimentos de torção que pudessem afetar a estabilidade global.