análise do projeto de estruturas metálicas espaciais - SET - USP

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Arnaldo Nascimento de Souza & Maximiliano Malite
• beleza arquitetônica, permitindo explorar as mais diversas formas;
• possibilidade de ampliação, e fácil montagem e desmontagem para
estruturas não permanentes;
• menor peso e menor custo para grandes vãos (acima de 40 m);
As barras das estruturas espaciais são conectadas por dispositivos
denominados nós. Existem diversos tipos de nós, desde os mais simples, formados
pelo amassamento das extremidades dos perfis e um único parafuso de conexão, até
os mais requintados, nos quais os nós são peças esféricas moldadas e as barras da
estrutura apresentam as extremidades usinadas na forma de pinos que se encaixam
nos nós. Porém, muitas vezes estas conexões não correspondem ao modelo teórico
adotado e apresentam problemas de instabilidade. Vários estudos teóricos e
experimentais vêm sendo conduzidos para analisar o comportamento local e global da
estrutura para determinados tipos de sistemas de conexão.
A partir de 1995, o Departamento de Engenharia de Estruturas da Escola de
Engenharia de São Carlos (EESC-USP) passou a ser solicitado a participar de
trabalhos técnicos e assessorias envolvendo treliças metálicas espaciais, quase
sempre relacionadas com o colapso total ou parcial destas estruturas. Estes
trabalhos, na sua maioria, deram ênfase aos sistemas de ligação mais utilizados no
Brasil.
A configuração geométrica de uma estrutura espacial é definida, em princípio,
em função da arquitetura da edificação. Por meio da arquitetura tem-se os requisitos
básicos necessários para o início da determinação das características geométricas da
estrutura, entre eles, a disposição dos apoios e os contornos da estrutura. A
disposição dos apoios define os vãos livres e os balanços da estrutura. Os contornos
são compostos por superfícies planas e curvas que delimitam a estrutura,
determinando a extensão e a forma externa da estrutura.
Com a determinação dos pontos de apoio e do gabarito externo da estrutura,
e analisando-se as ações, as limitações de deslocamentos máximos e as condições e
tecnologias de fabricação, montagem e içamento, podem ser definidos outros
aspectos específicos das estruturas espaciais, tais como as dimensões e orientações
dos módulos, quantidades de camadas e altura da estrutura.
Diversos trabalhos vêm sendo publicados em vários países abordando a
concepção geométrica das treliças espaciais, verificando os fatores que mais
influenciam e as formas geométricas de melhor desempenho. Porém, muitas vezes
estes estudos não se enquadram na realidade brasileira de arquitetura e de ações.
Este trabalho tem como objetivo fornecer subsídios para a concepção de
projetos de treliças metálicas espaciais planas de cobertura, buscando-se
características geométricas, tais como disposição das barras, modulação, altura do
módulo, quantidades de camadas e tipos de apoio, que apresentem o melhor
desempenho diante de determinadas condições existentes em obras correntes no
Brasil. Estas condições referem-se à disposição e quantidade de apoios, vãos, ações,
limitações de flecha entre outras.
Cadernos de Engenharia de Estruturas, São Carlos, v. 7, n. 27, p. 27-58, 2005