análise do projeto de estruturas metálicas espaciais - SET - USP

Análise do projeto de estruturas metálicas espaciais: ênfase em coberturas
33
apenas pode ser adequadamente avaliado considerando as não linearidades física e
geométrica. Para as treliças espaciais, devem ser consideradas as não linearidades
tanto nas barras como nos nós.
Para análise não linear, podem ser considerados dois tipos de não
linearidade:
• geométrica: relacionada ao equilíbrio de um sistema estrutural na posição
deslocada. A consideração da não lineridade geométrica é necessária
quando a configuração deslocada da estrutura é significativamente
diferente da configuração original;
• física: relacionada ao comportamento não linear da relação tensão x
deformação do material;
Para as treliças espaciais é interessante a análise das não lineridades
geométricas, pois alguns de seus efeitos, tais como grandes deslocamentos e
rotações, podem alterar significativamente o equilíbrio da estrutura. Imperfeições
geométricas tais como falta de linearidade das barras e excentricidades de
carregamento tendem a amplificar o comportamento não linear.
Para se realizar uma análise não linear física, é necessário idealizar um
modelo constituivo (tensão x deformação) para o material. Conforme citado por
SOUZA (1998), para as barras tracionados o diagrama tensão x deformação é
facilmente obtido por meio de um ensaio de tração. Porém, para barras comprimidas é
mais complicado estabelecer o comportamento tensão x deformação, pois se deve
considerar o efeito da flambagem. A flambagem destas barras depende, além das
características do material, da esbeltez e das condições de vinculação.
6 COMPORTAMENTO ESTRUTURAL DE TRELIÇAS ESPACIAIS
6.1 Comprimento de flambagem das barras
Usualmente, as barras comprimidas têm seu comprimento de flambagem
tomado igual à distância de centro a centro dos nós. Segundo MARSH (2000), o
comprimento de flambagem de uma barra comprimida é função da orientação das
barras que se conectam ao nó, das suas rigidezes à torção, das forças atuantes e do
modo de conexão ao nó. Se todas as barras que se conectam ao nó estiverem com
seus valores máximos de compressão, como pode ocorrer na região central de uma
estrutura de cobertura, não haverá restrição a nenhuma das barras e o comprimento
de flambagem dos banzos e diagonais será a distância de centro à centro dos nós,
para flambagem em torno de quaisquer eixos. Se os banzos e as diagonais estiverem
pouco solicitados em relação a suas capacidades máximas, o parâmetro efetivo de
flambagem (K) para os banzos comprimidos pode chegar a 0,7. Por outro lado, a
instabilidade no nó pode reduzir a capacidade para um valor abaixo do valor de uma
rótula simples, resultando K > 1.
MADI & EL-TAYEM (1991) sugerem os seguintes valores de K para uso em
uma análise elástica :
• Barras com seção completa na extremidade (barras com as extremidades
soldadas): K = 0,70;
Cadernos de Engenharia de Estruturas, São Carlos, v. 7, n. 27, p. 27-58, 2005