A Mecânica dos Solos - Estática

Treliças são estruturas formadas por elementos (ou membros) delgados conectados entre si pelas extremidades por meio de articulações sem atrito seja pela soldagem ou pelo aparafusamento (LEET et al.,2010). A cada uma desses pontos de conexão é dado o nome de

Treliça plana é quando os membros da treliça se situam em um único plano. As análises das forças desenvolvidas nos membros da treliça serão bidimensionais. Quando a treliça plana é formada por triangulo constituído por três elementos e três nós chama-se de treliça simples. Esses triângulos são estruturas que conferem rigidez e estabilidade, formando a base para estruturas treliçadas mais complexas.

Caso houver quatro ou mais barras formando um polígono, a estrutura será instável e pode facilmente se colapsar com a imposição de cargas. Se houver mais elementos ou apoios adicionais na estrutura triangular, esses elementos são chamados de redundantes, formando uma estrutura que não pode ser avaliada com as equações de equilíbrio, sendo chamada de estrutura estaticamente indeterminada.

As treliças espaciais são aplicadas no espaço tridimensional, como exemplo estruturas com formato tridimensional em coberturas de locais como rodoviárias, ginásios, hangares, grandes centros de eventos, indústrias, entre outros. Elas são estruturas com ampla utilização, aplicadas principalmente para grandes vãos.

As vantagens do uso de treliças são:

• Segurança: como são materiais de alta resistência, proporcionam mais confiabilidade à estrutura.
• Durabilidade: as treliças são bastante resistentes, evitando assim a troca recorrente deste material na construção. A vida útil das treliças é superior se compararmos com outras estruturas. Além disso, existem algumas formas de aumentar sua durabilidade. São pinturas especiais com produtos que protegem as treliças contra agentes químicos e a corrosão, que prejudicam a estrutura.
• Resistência: as treliças são altamente resistentes, suportam maior o peso aplicado, consequentemente reflete em uma melhor absorção do impacto dos materiais.
• Praticidade: as treliças são fáceis de usar, possuem aderência ao concreto e possuem estruturas pré-moldados, o que representa mais economia na construção, facilidade dos trabalhadores de manejar o material, menos tempo de execução e menos riscos de fissuras.
• Qualidade: as treliças têm a capacidade de aumentar a qualidade da obra, porque são estruturas que exigem mais profissionalismo da mão de obra, as dimensões devem ser respeitadas e um planejamento deve ser feito.
• Maior precisão: as treliças exigem medidas e ações mais precisas para ter um melhor resultado.
• Versatilidade: as treliças são ideais para o projeto desde a construção de espaços amplos como de espaços menores, e a qualidade do resultado é a mesma e as adaptações de medidas não afetam sua durabilidade.
• Cargas de fundação reduzidas: por ser um material mais versátil, em sua maioria é mais leve, isso reduz o peso na fundação ou sua robustez. A longo prazo, representa menos riscos de abalos na estrutura por causa do excesso de peso.
• Otimizar os custos: as treliças são mais fáceis de usar, o que otimiza o tempo da mão de obra, minimiza chances de erros e versátil com outros materiais de construção.
• Sustentabilidade: as treliças geram poucos resíduos já que são peças prontas e planejadas. Além disso, o material das treliças possibilita que a estrutura possa ser reciclada sem perder sua qualidade.
• Facilidade em executar seus cálculos: baseados no estudo das forças e dos seus nós.

Dois métodos de dimensionamento podem ser utilizados para as treliças:

• Método dos Nós ou Método de Cremona: é o método que consiste basicamente em verificar o equilíbrio em cada um dos nós de uma estrutura treliçada estaticamente determinada, seguindo-se os passos: 1. Determinação das reações de apoio, 2. Identificação do tipo de solicitação em cada barra (barra tracionada ou barra comprimida) e 3. Verificação do equilíbrio de cada nó da treliça, iniciando-se sempre os cálculos pelo nó que tenha o menor número de incógnitas. O método de Cremona é simplesmente a aplicação da Segunda Lei de Newton nos nós da treliça, considerando as forças externas bem como as forças internas a treliça as quais possuem a mesma direção das barras conectadas ao nó analisado.
• Método das Seções ou Método de Ritter: esse método permite que se calcule os esforços normais apenas em algumas barras que possam nos interessar. Para determinar as cargas axiais atuantes nas barras de uma treliça plana, deve-se proceder da seguinte forma: 1. Corta-se a treliça em duas partes; 2. Adota-se uma das partes para verificar o equilíbrio, ignorando-se a outra parte até o próximo corte. Ao cortar a treliça deve-se observar que o corte a intercepte de tal forma, que se apresentem no máximo 3 incógnitas, para que possa haver solução, através das equações de equilíbrio. É importante ressaltar que entrarão nos cálculos, somente as barras da treliça que forem cortadas, as forças ativas e reativas da parte adotada para a verificação de equilíbrio, 3. Repetir o procedimento, até que todas as barras da treliça estejam calculadas.

Estruturas estáticas ou isostáticas: normalmente são estáveis, possuem equilíbrio estático, não tendo por isso algum movimento (grau de liberdade). O número de reações de apoio é normalmente igual o número de equações de equilíbrio, sendo o estritamente necessário para manter o equilíbrio estático. Não é uma regra, porém, é um ótimo indicativo. Uma estrutura isostática poderá ter mais reações de apoio que o número de equações de equilíbrio estático desde que seja inserido graus de liberdade na estrutura por meio de rótulas, tal inserção deve ser feita com muito critério, caso contrário poderá gerar uma estrutura hipostática.

...