Resistência Dos Meteriais

 

RESENHA DA APOSTILA IT829 DE ESTRUTURAS ARQUITETÔNICAS COMPOSIÇÃO E MODELAGEM (CAPÍTULOS 1 AOS 3.20)

1. INTRODUÇÃO

Na natureza, todos os corpos estão sob a ação do meio ambiente.

Essa ação é representada pela gravidade, agindo sobre a massa do corpo. A temperatura faz com que o corpo aumente ou diminua de tamanho. O empuxo hidrostático exerce forças quando o corpo está parte ou totalmente submerso. Os sismos e o vento são adicionados aos fenômenos da gravidade. Alguns desses fatores são facilmente perceptíveis, outros não.

2. DEFINIÇÃO - ESTRUTURA

Estrutura é um conjunto, ou um sistema, composto de elementos que se inter-relacionam para desempenhar uma função. No caso das edificações, a estrutura é também um conjunto de elementos – lajes, vigas e pilares – que se inter-relacionam - laje apoiando em viga, viga apoiando em pilar – para desempenhar uma função: criar um espaço em que as pessoas exercerão suas diversas atividades.

3. ANALOGIAS ENTRE SISTEMAS ESTRUTURAIS DA NATUREZA E DAS EDIFICAÇÕES

Frei Otto e seus colaboradores, no Instituto de Estruturas Leves, em Stuttgart, pesquisaram e desenvolveram sistemas estruturais fazendo analogias a elementos naturais tais como: bolhas de sabão, ossos, teias de aranha, entre outros.

3.1. Os galhos de árvores frondosas

Esse tipo de árvore apresenta uma variação nas dimensões de suas seções, aumentando da extremidade para o tronco. A cobertura projetada por Santiago Calatrava para um restaurante apresenta solução semelhante. Cada braço do pilar comporta-se como um galho de árvore. Para se obter uma solução mais econômica, em termos de consumo material, fez-se a sua seção variável ao longo do comprimento.

3.2. Asa da libélula

A asa da libélula é um exemplo bastante evidente do conceito de estrutura como caminho de forças.

3.3. O galho da palmeira

O galho da palmeira apresenta uma quantidade de material aproximadamente constante, da extremidade ao tronco. A marquise projetada por Félix Candela faz analogia a este sistema estrutural.

3.4. O galho da araucária

A araucária é uma árvore de galhos quase horizontais. Seus galhos não apresentam variação nas dimensões das suas seções e nem alteração na inércia. Uma viga em balanço tem o aumento de sua resistência devido ao aumento da quantidade da armação junto à coluna.

3.5. O galho do chorão

Os galhos do chorão são muito finos e apresentam concentração de material junto ao centro de gravidade de sua seção, portanto não tem inércia e não podem absorver os esforços de flexão nem de compressão simples, suportando apenas a tração simples provocada pelo seu peso.

3.6. O pé de chuchu

O pé de chuchu ao se fixar na parede apresenta ao lado da hastes razoavelmente rígidas, hastes flexíveis em forma de mola que absorve considerável deformação sem se romper. O vento causa vibrações na planta, que se romperia facilmente caso não possuísse as hastes flexíveis para amortecer os esforços.

3.7. O ninho do tinhorão

O ninho do tinhorão é executado com toda a espécie de materiais tais como: capim seco, fios artificiais etc., numa forquilha do galho de uma árvore.

3.8.A casa do joão-de-barro

A casa do João de barro é construída com fibras vegetais misturadas com barro úmido da beira de córregos. A forma final do ninho é uma cúpula, onde predomina o esforço de compressão simples. Como o barro é um material que resiste bem a essa modalidade de esforço, seu uso torna-se adequado.

3.9. A colmeia das abelhas

A abelha como o tinhorão usa seu corpo como gabarito para a construção da sua casa.

Interessante notar que, em vista do processo construtivo, a forma mais adequada do casulo seria a circular. Entretanto os círculos ao serem agrupados deixariam um espaço entre si, significando um consumo maior de cera. Edifício da IBM em Pittsburg, projetado por Curtis e Davis, tem paredes estruturais em forma de losango com função de transmitir as cargas superiores para os pilares do térreo. Essa transmissão só é possível porque os nós da malha são convenientemente enrijecidos, constituindo o que se denomina malha de quadros rígidos.

3.10. O casulo da lagarta

A lagarta faz seu abrigo enrolando a folha em seu corpo. A primeira parte a ser enrolada é a mais larga por possuir menor rigidez (mantida a seção transversal, quanto mais longo for o elemento estrutural menos rígido será). Após ser tensionada pelos fios a folha torna-se mais rígida e portanto mais protegida.

3.11. A casa do cupim

Os cupins, que habitam sob o solo, constroem ninhos em forma de cômoros em terra misturada à sua saliva. A parede muito resistente é executada em duas frentes de trabalho que no final se encontram no meio, ou seja, no topo do montículo. As pontes em concreto protendido utilizam processo construtivo semelhante inventado pelo brasileiro Emílio Baumgart denominado processo dos balanços sucessivos. Sua execução ocorre dos apoios para o meio do vão, em duas frentes de trabalho que se encontram no centro, dispensando o cimbramento.

3.12. A teia da aranha

A teia da aranha é construída inicialmente por fios radiais fixados em pontos rígidos e tecida posteriormente com os anelares até completar a malha. Obras executadas na direção dos esforços principais, que seguem a geometria das teias, tornam o sistema mais resistente e econômico.

3.13. As conchas marinhas

As conchas marinhas abrigam os moluscos e são submetidas a grandes pressões provocadas pela água. A forma, semelhante a uma cúpula, permite o desenvolvimento de esforços predominantemente de compressão, aos quais o material da concha resiste bem, permitindo que a sua espessura seja mínima.

3.14. O cogumelo

O cogumelo, não comestível chamado de amanita, possui uma base denominada volva, uma haste, denominada pé, e a parte superior denominada chapéu. A estrutura de sustentação do chapéu é formada por uma série de nervuras radiais, denominadas lamelas,