As Estruturas Tubulares e Pneumáticas

UNISUL - Arquitetura e urbanismo - Sistemas estruturais

Professor: Ildo Sponholz

DATA: 15/06/2015

        

TRELIÇAS

São estruturas compostas de elementos rígidos, denominados de barras, interligados por  articulações ou nós que, consideram-se, no cálculo estrutural, perfeitas.

Ou seja, sem qualquer consideração de atrito ou outras forças que impedem a livre rotação das barras em relação ao nó.  

CARACTERÍSTICAS

Articulações perfeitas, articulações com graus de liberdade de rotação (rótulas), ausência de forças aplicadas nas barras, os elementos de construção mais utilizados na treliças são barras de aço e a madeira.

PRINCÍPIOS BÁSICOS

O princípio básico de funcionamento de uma treliça é o triângulo. Vendo que o suporte para plantas é um triângulo pendurado na parede, com o intuito de suportar a planta e mantê-la suspensa.

Na arquitetura, a preocupação não é com a sustentação do vaso, e sim com qualquer tipo de objeto. Vendo que nessa susbtituição há uma força atuante (Fa) que “puxa” a treliça para baixo. Pelo príncipio de ação e reação, o prego sustentando o “triângulo” na parede, atua como a força que age de forma a não permitir o vaso cair (Fr).

PRINCÍPIOS BÁSICOS: As barras recebem duas forças em cada uma das suas extremidades​, elas possuem o mesmo módulo e mesma direção, porém, atuam em sentidos opostos.

NA ARQUITETURA: Vencer grandes vãos livres, suportar grandes cargas, facilidade de montagem, rapidez de instalação, uso dos espaços vazios entre as barras, permite tirar partido do seu design no projetoTreliça em madeira

TIPOS DE TRELIÇA

PRATT: A treliça Pratt é facilmente identificada pelos seus elementos diagonais que, com exceção dos extremos, todos eles descem e apontam para o centro do vão. Exceto aqueles elementos diagonais dos meio próximos ao meio, todos os outros elementos diagonais estão sujeitos somente à tração, enquanto os elementos verticais suportam as forças de compressão. Contribuindo para que os elementos diagonais possam ser delgados, fazendo com que o projeto fique mais barato.

WARREN: A treliça Warren é talvez a mais comum quando se necessita de uma estrutura simples e contínua. Para pequenos vãos, não há a necessidade de se usar elementos verticais para amarrar a estrutura, onde em vãos maiores, elementos verticais seriam necessários para dar maior resistência. As treliças do tipo Warren são usadas para vencer vãos entre 50 e 100 metros.

BELGA: A treliça tipo belga caracteriza-se por não possuir barras verticais (montantes e pendural). Isso faz com que não haja uma barra representando o centro de simetria da treliça. Além de acarretar uma economia de matéria prima pela diminuição de barras, esse tipo de configuração exige tração de um maior número de peças. Isto permite queas peças sejam mais esbeltas (não há flambagem). A configuração belga gera economia também na quantidade de aço utilizado nas juntas, isto devido a possuir um menor número de "nós" ou ligações que as demais configurações de treliças. Esta treliça permite um melhor aproveitamento do interior da treliça, já que não possui o pendural central.’

POLONESA OU FINK: Na treliça polonesa ou Fink, vemos uma treliça cujas diagonais são tracionadas, sendo os montantes comprimidos, características análogas às da viga Pratt.

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MÉTODOS PARA DIMENSIONAMENTO DOS NÓS consiste em verificar o equilíbrio de cada nó da treliça:​

1. Determinação das reações de apoio​
2. Identificação do tipo de solicitação em cada barra (barra tracionada ou barra comprimida)​
3. Verificação do equilíbrio de cada nó da treliça, iniciando-se sempre os cálculos pelo nó que tenha o menor número de incógnitas

MÉTODOS PARA DIMENSIONAMENTO

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 PNEUMATICAS

As estruturas de membrana empregadas em coberturas são sistemas construtivos formados principalmente pela membrana estrutural, que ainda tem a função de vedar. As membranas estruturais são folhas flexíveis que resistem as ações externas devida a sua forma, as suas características físicas e ao pré-tracionamento. Esse pré-tracionamento da membrana é alcançado, através de cabos (estrutura de membrana protendida por cabos), ou através da atuação da pressão de gases (estruturas pneumáticas).

CARACTERÍSTICAS

• Sua construção é relativamente simples
• Seus principais aspectos são aqueles ligados a construção da membrana, ao sistema de bombeamento de ar, e ao sistema de acesso, à ancoragem, ao transporte e à montagem.
• Sua estrutura tem o poder de dar uma certa independência a plástica que se quer atingir e ao estado de tensão.
• Sua forma é alcançada através de emendas feitas na membrana, alcançando o tamanho desejado, e com a ajuda da pressão do ar que daí vem sua principal característica...
• RESISTIR APENAS À ESFORÇOS DE TRAÇÃO
• Esse pré-tracionamente é atingido através de pressões externas, pela pressão de gases.

TENSOESTRUTURAS: As inovações consistem na aplicação de novos materiais para a execução da malha estrutural, como fibras naturais, algodão, aço, poliéster, fibra de carbono e o PTFE (politetrafluoretileno).

• Na utilização das estruturas pneumáticas, o ar, em combinação com uma membrana, atua como elemento estrutural.
• No que se refere à atuação de forças, estas estruturas se assemelham a um pneu, com a diferença que requerem uma pressão de ar menor para serem sustentadas. E são muito leves.

CURIOSIDADE: Durante a segunda guerra mundial foram inseridas as fibras sintéticas como o nylon e materiais de revestimento das membranas de tecido, para construção de instalações industriais e militares

1946“DEVERIA SER UMA COBERTURA QUE NÃO AGREDISSE AS ONDAS DE RÁDIO”

Neste ano colocaram as idéias de LANCHESTER em prática. Quando os EUA decidiu fazer uma antena de radar para controlar sua fronteira. Mas para isso deveria haver uma cobertura, foi quando WALTER BIRD  propôs uma membrana suportada pela pressão do ar.

1958

Após a construção do Pan American Airways Pavilion, em Bruxelas diversas coberturas com este sistema estrutural foram desenvolvidas em exposições

1971 Exposição em Osaka, Japão. Houve a introdução da resistente membrana de fibra de vidro revestida por teflon.

                      EMPREGO DA ESTRUTURA PNEUMATICA COMO FÔRMA DE CONCRETO

MATERIAIS E USO

• Durante a escolha de qual membrana escolher deve-se levar em conta sua flexibilidade, durabilidade, isolamento térmico e translucido, sendo o seu custo dependente da sua durabilidade.
• Estas são confeccionadas com membrana de tecido poliéster revestido com PVC, e nos projetos mais requintados são utilizados fibras de vidro revestidas com teflon ou silicone.
• O material que deve ser feito suas emendas devem ter características próximas ao material da membrana

SUPORTES - VENTILADORES

●Estas estruturas são mantidas de pé pela pressão interna de gases

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