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Camille Bialpina dos Santos – RGM: 33530645 Jhonatan Santos Real – RGM: 32961391 KING’S CROSS STATION Estratégias estruturais e espaciais SÃO PAULO 2025 Camille Bialpina dos Santos – RGM: 33530645 Jhonatan Santos Real – RGM: 32961391 KING’S CROSS STATION Estratégias estruturais e espaciais Relatório final, apresentado a Universidade Cidade São Paulo, como parte das exigências para obtenção da nota A1 na matéria Tecnologia da Construção Civil. Orientador: Professor Tiago Azzi Collet E Silva SÃO PAULO 2025 Camille Bialpina dos Santos – RGM: 33530645 Jhonatan Santos Real – RGM: 32961391 KING’S CROSS STATION Estratégias estruturais e espaciais Relatório final, apresentado a Universidade Cidade São Paulo, como parte das exigências para obtenção da nota A1 na matéria Tecnologia da Construção Civil. São Paulo, 04 de junho de 2025 EXAMINADOR __________________________________ Professor Tiago Azzi Collet E Silva Afiliações RESUMO Análise da estrutura do saguão oeste da King’s Cross Station, com ênfase na cobertura espacial em treliça plana. Sumário 1. Introdução................................................................................1 2. Análise Estrutural.....................................................................3 3. Análise de Materiais.................................................................6 4. Detalhe construtivo..................................................................8 KING’S CROSS STATION 1 INTRODUÇÃO Segundo a Wikipedia, a King's Cross Station, localizada em Londres, Inglaterra, Reino Unido. Mais especificamente, fica no borough de Camden, área norte de Londres, próximo a intersecção das rodovias A501 e A5200, é um importante ícone cultural e econômico da cidade. Projetada originalmente por Lewis Cubitt e inaugurada em 1852 (imagem 1), a estação passou por uma grande reforma entre 2005 e 2012, liderada pelos arquitetos da John McAslan + Partners. A requalificação incluiu a restauração da fachada histórica e a construção de um novo saguão oeste, considerado o maior vão livre estrutural dentre as estações na Europa. Conforme descrito no site ArchDaily, "a transformação da King's Cross Station é uma lição de fusão de três operações arquitetônicas complexas: requalificação, restauração e ampliação" . As fases da requalificação incluíram: 1. Planejamento e projeto (2001-2005): Desenvolvimento do plano de requalificação. 2. Demolição e preparação do local (2005-2006): Remoção de estruturas existentes. 3. Construção do novo saguão oeste (2006-2010): Criação do novo espaço principal. 4. Reforma da fachada histórica, finalização e abertura (2008-2012): Restauração da fachada original de Lewis Cubitt, conclusão das obras e abertura do público. Essas fases permitiram que a estação fosse reformada de forma eficiente e minimizando os impactos nos passageiros. Figure 1 - Estação Kings Cross em Londres, conforme destaque no Illustrated London News em 1852. (Wikipedia) Imagem 1 - Estação Kings Cross em Londres, conforme destaque no Illustrated London News em 1852. (Wikipedia) 2 Com uma rica história e importância cultural, a King's Cross Station é famosa por sua conexão com a literatura, especialmente na série de livros "Harry Potter" de J.K. Rowling, que apresenta a plataforma 9 ¾ (imagens 2 e 3). Além disso, a estação é um importante hub de transporte, conectando Londres ao resto do Reino Unido e à Europa, e passou por um processo de regeneração urbana, com a construção de novos edifícios comerciais e residenciais. Hoje, é um destino popular para turistas e um importante centro de transporte, contribuindo significativamente para a economia local. Sua arquitetura impressionante, sua importância histórica e sua conexão com a cultura popular a tornam um local emblemático de Londres. Imagem 3 - Turistas na plataforma 9 3/4, no embarque oeste Imagem 2 - Filme ''Harry Potter e a Pedra Filosofal'', 2001 3 ANÁLISE ESTRUTURAL Saguão Oeste O saguão oeste, exibido na imagem 4, é um marco da arquitetura contemporânea aplicada ao patrimônio ferroviário. Sua estrutura expressiva e funcional exemplifica a interseção entre engenharia de precisão, estética arquitetônica e sustentabilidade ambiental, características centrais em projetos urbanos de grande escala no século XXI. A cobertura é sustentada por uma estrutura espacial tridimensional composta por um arranjo de treliças planas interligadas , formando uma malha reticulada de grande eficiência (imagem 5). Essa estrutura espacial permite a distribuição das cargas em múltiplas direções, garantindo estabilidade e rigidez ao conjunto, mesmo com os grandes vãos livres que caracterizam o projeto. A solução por treliças planas interconectadas confere leveza e ao mesmo tempo resistência à cobertura, sendo especialmente adequada a edifícios de uso público com alta demanda de circulação. Imagem 4 - Saguão de embarque noturno da estação ferroviária de Kings Cross, 13 de abri de 2012. (Alamy) Imagem 5 – Modelo isométrico da cobertura do saguão (Structural Studio) 4 Imagem 7 – Planta baixa do saguão oeste (ArchDaily) Imagem 6 – Cobertura treliçada do saguão oeste, sem cobertura. (DETAIL.de) 5 O suporte da cobertura é reforçado por uma estrutura de aço sofisticada, composta por 16 colunas metálicas em forma de árvore, que suportam até 600 toneladas (imagem 8), irradiando a partir de um funil central. Essas colunas ramificadas não apenas cumprem uma função estrutural — distribuindo uniformemente as cargas e resistindo a ações de vento e peso da cobertura — como também desempenham um papel arquitetônico fundamental, funcionando como elementos escultóricos que reforçam a identidade visual do espaço. Sua forma orgânica suaviza a monumentalidade do vão e integra de forma harmoniosa a engenharia com o ambiente interno. Para permitir que os diversos elementos da estrutura se encontrem com precisão e transmitam corretamente os esforços, conforme descrito pela Structural Studio, foram utilizados nós fundidos em aço, também conhecidos como nós metálicos moldados por fundição (imagem 9) . Esses nós funcionam como conectores tridimensionais altamente resistentes, unindo as hastes da treliça espacial com controle preciso da orientação e da carga de cada membro. Diferentemente de conexões tradicionais soldadas ou parafusadas com perfis simples, os nós fundidos são produzidos por meio de modelagem paramétrica e prototipagem digital, sendo depois fundidos com aço líquido em moldes sob medida. Esse processo permite a criação de peças com geometria complexa e sem juntas visíveis, contribuindo para a fluidez formal da estrutura e eliminando concentrações de tensão indesejadas. Imagem 8 - Esquema estrutural das colunas (ArchDaily) Imagem 9 – Nós fundidos de aço (Structural Studio) Imagem 10 – Coluna metálica em forma de Árvore (ArchDaily) 6 ANÁLISE DE MATERIAIS 1. Aço Estrutural (Perfis Tubulares e Chapas) O principal material utilizado na estrutura é o aço estrutural, devido à sua elevada resistência mecânica, versatilidade na conformação e capacidade de vencer grandes vãos com leveza visual. • Perfis tubulares de aço formam os elementos lineares da treliça, garantindo rigidez e leveza. • O aço permitiu a criação de geometrias complexas e curvas suaves, integradas por meio de conexões tridimensionais sofisticadas.• Sua alta resistência à tração é essencial para absorver cargas permanentes e variáveis (vento, neve, uso humano). 2. Nós Fundidos em Aço As junções entre os diversos elementos da estrutura espacial são feitas por nós fundidos em aço, produzidos sob medida. Esses nós tridimensionais foram projetados para distribuir os esforços de maneira eficiente entre os múltiplos elementos que convergem nas interseções da treliça e das colunas. • Os nós foram fundidos a partir de modelos digitais paramétricos, garantindo precisão milimétrica. • A fundição evita soldas múltiplas ou parafusamentos excessivos, reduzindo pontos de fragilidade e conferindo continuidade visual e estrutural à forma. 3. Colunas Metálicas Ramificadas (Árvores Estruturais) 7 Um dos elementos mais icônicos da estrutura são as colunas metálicas ramificadas, que sustentam a treliça no centro do saguão. Elas também são feitas em aço tubular, com cada ramificação unida ao nó fundido no topo. • A forma em “árvore” distribui eficientemente as cargas da cobertura para a base. • Além da função estrutural, essas colunas reforçam a identidade visual do espaço, funcionando como esculturas estruturais. 4. Cobertura Translúcida (Painéis de Vidro e Policarbonato) Embora o foco seja estrutural, vale citar que parte dos vãos da treliça é preenchida com painéis de vidro laminado e/ou policarbonato, conectados a uma subestrutura metálica leve. Esses materiais permitem a entrada de luz natural sem comprometer a estabilidade estrutural da cobertura, como demonstra a imagem 11. • Os materiais de vedação foram selecionados por sua leveza, durabilidade e compatibilidade com o aço da treliça. • Os elementos de suporte secundário também são metálicos, geralmente em alumínio extrudado. Imagem 11 – 3D do saguão Oeste, mostrando a entrada de luz natural pelas áreas que são cobertas pelos painéis de vidro. (inhabitat) 8 DETALHE CONSTRUTIVO Coluna central A coluna central da estrutura do saguão oeste, exibida na imagem 12, é composta por ramificações tubulares metálicas que se abrem para formar a base da estrutura espacial da cobertura. Esse sistema é constituído por perfis tubulares de aço de seção circular, soldados ou conectados por nós fundidos que distribuem os esforços para a treliça tridimensional da cobertura (imagem 13). Cada tubo ascendente se une suavemente a outros em pontos de interseção controlados, que servem como nós estruturais, permitindo a dispersão das cargas verticais e horizontais da cobertura para o solo. A base dessa “árvore” repousa diretamente no solo do átrio, e os seus múltiplos apoios criam estabilidade, reduzindo o vão livre necessário entre pilares. Imagem 12 – Coluna central treliçada em formato de árvore (Signum) Imagem 13 – Esquema dos detalhes construtivos das conexões metálicas (Structural Studio) 9 Essa solução estrutural está totalmente alinhada ao partido arquitetônico do projeto, que buscava: • Criar um espaço fluido, livre de obstruções visuais, remetendo à ideia de leveza e transparência. • Valorizar a conexão entre o antigo e o novo, destacando a fachada histórica da estação que se mantém visível através da estrutura leve e translúcida. • Usar a própria estrutura como linguagem estética, integrando forma e função. O uso da forma de “árvore” permite que o ponto de apoio se concentre no centro do átrio, abrindo o restante do espaço para circulação de pedestres, acesso às plataformas e iluminação natural. Além disso, a geometria orgânica contrasta com a rigidez da fachada vitoriana da estação original, marcando o diálogo entre o passado e a contemporaneidade. Imagem 15 – Elevação posterior da estrutura treliçada (ArchDaily) Imagem 14 – Corte lateral (ArchD