A impressionante estrutura do University of Phoenix Stadium
Ao mesmo tempo em que a fachada do University of Phoenix Stadium, localizado no Arizona, EUA, dá uma impressão de grandiosidade, sua estrutura é igualmente impressionante. O elemento estrutural mais impressionante é o teto com um vão de 46.452 m², cuja espinha dorsal é formada por duas vigas treliçadas lentiformes Brunel ( assim denominadas por causa de sua semelhança com a Ponte Royal Albert de I. k. Brunel), cada uma delas com uma extensão de 213 metros. Devido à forma lenticular das vigas treliçadas, a estrutura se comporta como um arco de superposição auto-rotativo e um elemento de catenária de tensão. O componente em declive das forças axiais do cabo do topo e do fundo suporta toda a tensão do sistema, e os membros leves da malha de aço resistem a cargas desequilibradoras, substituindo as grandes placas diagonais, típicas das grandes treliças de teto.
Os tirantes foram pré-tensionados por ação catenária induzida por um único tirante que ligou juntos os conjuntos de cabos em faces opostas. Como tal, 15 Kips introduzidos no único tirante tensionado produziu 100 Kips de pré-tensão em quatro conjuntos de pares de tirantes, acelerando em muito o processo de construção. Quando se pensou na estética do teto, o projeto requereu uma cúpula relativamente pouco elevada.
A forma das vigas treliçadas Brunel permitiu que a elevação do teto externamente visível fosse somente a metade da profundidade geral da estrutura, com a metade inferior se estendendo para baixo na estrutura da construção, porém acima da linha de visão dos espectadores. É o primeiro teto retrátil dos Estados Unidos que atravessa um trilho inclinado.
Para os painéis do teto operáveis, os engenheiros criaram um sistema de vigas treliçadas lenticulares Vierendeel HSS – que é um princípio semelhante ao das vigas treliçadas Brunel – para a eliminação de todos os elementos diagonais orientados no sentido vertical. O projeto foi também inovador do ponto de vista do levantamento da estrutura. O fabricante e engenheiro estrutural montaram as vigas treliças Brunel e todas as estruturas no solo. Nessa pioneira operação do gênero toda a estrutura foi erguida para o local, ao longo de três dias, com o uso de macacos hidráulicos fixos montados sobre quatro super colunas de sustentação. Esse método aumentou a segurança, assim como reduziu o tempo gasto no levantamento, uma vez que a maior parte do trabalho foi feito no solo.
O detalhamento da estrutura do teto foi fabricado pela empresa BDS Steel Detailers, através de um extensivo modelo X Steel. Informações foram dadas pela equipe de projetistas para a Schuff Steel e para a BDS através de métodos de intercâmbio de dados eletrônicos que variavam de informações geométricas básicas a arquivos de texto definindo projetos de conexão repetitiva que foram processados diretamente no modelo com a utilização de macros personalizados, desenvolvidos pela BDS. Devido à deflexão das Vigas Treliçadas Brunel, antes e depois da suspensão do teto, deferentes peças tiveram que ser detalhadas em formas geométricas diferentes.
A fabricação das vigas treliçadas Brunel centralizou-se em torno da pré-montagem progressiva de toda a viga treliçada ao lado da oficina da Schuff Steel, localizada em Phoenix. Seções inteiras da viga treliçada foram fabricadas e montadas em uma unidade na oficina, com cada ponto de conexão sendo cuidadosamente encaixado e perfurado por meio de uma trabalhosa montagem.
Esse método se tornou bem sucedido, uma vez que praticamente não havia necessidade de modificações depois da montagem das peças no campo.
Os principais componentes de fabricação consistiram das seções de caixa de cabo de topo de Treliça Brunel de 1,40 m² que variavam de tamanho de 12 metros a 21 metros. Em virtude da proximidade da oficina na Schuff em relação ao local do estádio, esses unidades foram fabricadas e transportadas como conjuntos totalmente soldados. Após um encaixe preliminar da instalação de pré-montagem de treliças completas, cada uma das caixas foi virada quatro vezes para a conclusão de toda a soldagem na posição plana. Toda a unidade de caixa foi então lixada com jatos de areia, pintada, carregada em transportadores especialmente projetados para uma curta viagem até o canteiro de obras.
