análise do projeto de estruturas metálicas espaciais - SET - USP

Análise do projeto de estruturas metálicas espaciais: ênfase em coberturas
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Se a falha de uma barra conduz à ruína ou à redistribuição de esforços entre
as barras com maior resistência, depende da posição da barra. Por exemplo, as
diagonais, exceto aquelas ligadas aos apoios, não são usualmente críticas, e muitas
podem falhar antes que a ruína ocorra.
Geralmente assume-se que uma boa concepção estrutural requeira que um
razoável grau de hiperestaticidade seja estabelecido na estrutura. Assim, se ocorrer a
falha de uma ou várias barras, a estrutura irá se deformar de uma maneira dúctil, e
não numa maneira catastrófica. No dimensionamento de estruturas espaciais é
necessário que seja dada atenção especial a esta situação, pois nem sempre alto
grau de hiperestaticidade indica alta reserva de resistência (SCHIMDT 2000).
Segundo MALLA & SERRETTE (1996), várias situações, tais como vibração
excessiva, imperfeições geométricas, impactos, acidentes, defeitos em materiais e
conexões, e fenômenos de flambagem, podem causar danos, ou grandes
deformações, ou aumento de tensão em uma barra ou em parte da estrutura. Apesar
de um dano em uma barra afetar inicialmente uma pequena porção da estrutura, ele
tem potencial para se propagar para outras partes da estrutura e pode até causar a
ruína da estrutura. Este tipo de mecanismo de falha é conhecido por “colapso
progressivo”, e resulta da redistribuição de esforços quando uma barra falha,
causando conseqüentemente, um aumento de solicitação em outra barra.
7 ASPECTOS RELATIVOS AO PROJETO DE TRELIÇAS ESPACIAIS
7.1 Apoios
A quantidade e a disposição dos apoios exercem grande influência no
comportamento das treliças espaciais, pois determinam os vãos livres e balanços.
As restrições impostas, quanto às translações e às rotações, nos pontos de
apoio também influenciam muito no comportamento. Geralmente, os apoios
apresentam restrições às translações verticais e horizontais. As restrições podem ser
totais ou parciais, neste caso são substituídas por coeficientes de mola que
representam as rigidezes dos pontos de apoio.
Normalmente, as treliças espaciais apresentam elevadas reações horizontais,
causadas tanto pela variação de temperatura, como pela ação do vento nos
fechamentos das treliças. Quando existem limitações quanto à máxima reação
horizontal, seja pela resistência do pilar ou da fundação, os apoios podem ser do tipo
móvel, com translações livres em uma ou mais direções horizontais. Os apoios do tipo
móvel eliminam as reações horizontais, porém aumentam os deslocamentos.
Existem diversas formas e tipos de apoio, algumas utilizadas são:
• Apoios no banzo inferior: são os mais utilizados, pois tornam os apoios
mais simples e evitam as interferências (Figura 5);
• Apoios no banzo superior: são menos utilizados, pois podem ocorrer
interferências entre as diagonais da treliça e a seção do pilar, dependendo
das dimensões e dos ângulos envolvidos. Normalmente ocorrem quando a
modulação do banzo superior coincide com o ponto em que deve estar o
pilar pelo projeto arquitetônico (Figura 5);
Cadernos de Engenharia de Estruturas, São Carlos, v. 7, n. 27, p. 27-58, 2005