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 Estruturas Metálicas




4. Treliças

     

      Estruturalmente, uma treliça tem que seguir três condições:

1)  As barras que constituem a estrutura ligam-se entre si por meio de articulações sem atrito;

2)  As cargas e as reações aplicam-se somente nos nós da estrutura;

3)  O eixo de cada uma das barras coincide com a reta que une os centros das articulações de suas extremidades.

      Quando atendidas essas condições, as diversas barras da treliça são solicitadas apenas por forças normais. Porém, não é isso o que se vê na prática, já que as articulações sempre vão oferecer uma resistência ao giro das barras, introduzindo momentos fletores nelas. Contudo, essa resistência é muito menor se comparada às forças normais aplicadas nos nós.

       Quanto ao peso próprio desse tipo de estrutura, a flexão por ela causada é muito pequena. Desse modo, costuma-se desprezar essa flexão e substituir essa carga distribuída ao longo da barra por duas cargas concentradas e de mesma intensidade nas extremidades da barra.

      As treliças planas são aplicadas em várias partes estruturais de uma edificação. Mas destacamos aqui as treliças para coberturas e para pontes:

 

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Tipos de treliças para coberturas. Fonte: LIMA (1977).

 

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Tipos de treliças para pontes. Fonte: LIMA (1977).

  

4.1      Treliças espaciais

 

      Para a análise estrutural de uma treliça espacial, devem ser levadas em conta o arranjo dos elementos que a compõem. Em geral, as treliças são compostas por duas malhas paralelas interligadas por elementos na diagonal, sendo que os principais arranjos dos elementos de duas camadas paralelas são:

 

a)  Quadrado sobre quadrado

 

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Planta e corte de uma treliça espacial. Fonte: www.aluaco.com.br.

 

a)  Quadrado sobre quadrado em diagonal

 

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Planta e corte de uma treliça espacial. Fonte: www.aluaco.com.br 

 

b)  Quadrado diagonal sobre quadrado diagonal

 

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Planta e corte de uma treliça espacial. Fonte: www.aluaco.com.br 

 

        Existem outros padrões de malha também além do quadrado, mas estas são as mais usualmente empregadas. Em geral, o arranjo mais empregado é o quadrado sobre quadrado com defasagem de meio módulo, como indica a figura abaixo:

 

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Treliça espacial. Fonte: www.arq.ufsc.com.br.

 

        As treliças espaciais podem ser apoiadas diretamente nos nós dos banzos superior ou inferior ou por elementos adicionais quando as reações de apoio são muito altas nos nós. Daí empregam-se os “pés de galinha” ou as pirâmides invertidas:

 

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Tipos de apoio: (a) apoio direto no banzo inferior; (b) “pé de galinha”; (c) apoio com viga de transição; (d) “pé de galinha” com travejamento interno; (e) apoio direto no banzo superior. Fonte: SOUZA (2007).

 

        A literatura indica que a altura da treliça espacial varia de l/20 a l/40, onde l é o maior vão. Além disso, recomenda-se que as diagonais devem manter um ângulo entre 40° a 55°. Em relação à seção transversal de uma treliça, em linhas gerais, qualquer uma pode ser utilizada. No Brasil, emprega-se mais a seção tubular circular devido à simetria em qualquer plano, a facilidade no detalhamento da ligação e as características favoráveis dessa seção à flambagem. Para a ligação das barras, nos nós, existe uma gama de tipos de ligação, que serão definidos pela seção empregada.  As figuras abaixo ilustram alguns tipos de nós:

 

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Nó tipo “amassado” (típico), com um único parafuso. Fonte: Wikipedia.

 

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Nó tipo Mero. Fonte: www.mero.com

 

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Nó tipo TIODETRIC. Fonte: www.tiodetric.com

 

 

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Nó tipo VESTRUT. Fonte: www.vestrut.com

 

         Para o cálculo de uma treliça espacial, o procedimento mais corrente é realizar uma análise elástico linear adotando um modelo ideal de treliça, ou seja, considerando barras e articulações perfeitas e as condições de ambiente ideais. Porém, ao se adotar uma análise não linear, a análise estrutural se aproxima mais da realidade. São consideradas dois tipos de análise não-linear:

a)  Física: considera o comportamento não linear do material na relação tensão/deformação.

b)  Geométrica: o cálculo é efetuado na posição deslocada da estrutura.

        A não linearidade geométrica é muito importante ser considerada, pois reflete deslocamentos que podem prejudicar o conjunto da estrutura.

        Outra consideração que deve ser observada no comportamento das treliças espaciais são as flechas decorrentes de seu peso próprio. Por isso, produzem-se treliças com contraflechas alterando o tamanho das barras dos banzos. Ou alonga-se as barras do banzo superior ou reduz-se as barras do banzo superior. No caso de uma alteração de comprimento das barras nos dois sentidos do banzo, tem-se uma contraflecha esférica. Se a alteração desse comprimento for em apenas uma direção, a contraflecha é cilíndrica.

 

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Contraflecha das treliças espaciais. Fonte: SOUZA (2007).

 

 

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