Treliças Espaciais

Faculdade de Ciências e Tecnologia do Maranhão – FACEMA

Curso: Engenharia Civil Turno: vespertino 2° período

Disciplina: Mecânica Geral

Professor: Cláudio

Aluno: Weslei Pedrosa

TRELIÇAS ESPACIAIS

Caxias MA

29 de abril de 2014

HISTÓRICO

Estruturas reticuladas tridimensionais são formadas por elementos lineares (barras) dispostos em planos diversos. As treliças, objeto de estudo deste trabalho, são um caso particular dessas estruturas, sendo formadas por duas ou mais malhas planas, em geral paralelas, conectadas por meio de diagonais e/ou montantes. As conexões devem ser rotuladas e os carregamentos aplicados aos nós.

As primeiras surgiram após o século XVIII, coincidindo com o início da utilização do ferro fundido como material estrutural. O uso do aço nelas tem início por volta de 1811 com a cúpula de BELLANGE e BRUNET. Atualmente, o aço e as ligas de alumínio são os materiais mais empregados na construção dessas estruturas.

No início do século XX Alexandre Graham Bell desenvolveu um sistema estrutural em treliças espaciais formadas por barras de aço com dimensões iguais, conectadas por nós simples e repetitivos, permitindo a total pré-fabricação da estrutura e vislumbrando, desde então, as vantagens da construção industrializada.

Entre 1942-43 surge o primeiro sistema industrializado de ligação para treliças espaciais. Criado na Alemanha, o sistema MERO é formado por uma esfera de aço onde são conectadas, por meio de parafusos, barras de seção tubular circular. Este foi amplamente difundido em todo o mundo, inclusive no Brasil, onde se encontram vários exemplos de obras construídas com o sistema alemão.

A grande maioria das treliças espaciais construídas no Brasil é formada por elementos de seção tubular circular com extremidades amassadas (estampagem) para “facilitar” as ligações. As ligações entre as barras são feitas com a superposição das extremidades estampadas das mesmas, únidas por um único parafuso, sendo denominada neste texto de “nó típico”. Utiliza-se também, nós formados pela associação de chapas planas, (nós de aço) ligadas diretamente às extremidades amassadas dos tubos, ou por meio de “chapas de ponteira” soldadas internamente ao tubo, neste caso sem estampagem das extremidades (nós com ponteiras).

Ressalta-se que as denominações indicadas para esses sistemas de ligação são utilizadas no âmbito da Escola de Engenharia de São Carlo, e por não serem padronizadas, pode-se encontrar os mesmos nós com denominações diferentes.

UTILIZAÇÃO

As treliças são utilizadas sobretudo em cobertura de grandes áreas livres como ginásios esportivos, parques de exposições, hangares, supermercados, aeroportos, terminais rodoviários, etc.

Salienta-se que o nó, sistema de ligação entre barras, sempre foi uma das principais dificuldades para o desenvolvimento e utilização das treliças espaciais. Outro obstáculo era a dificuldade de se determinar os esforços internos e deslocamentos nessa estrutura devido ao grande número de barras e ao alto grau de indeterminação estática. Este problema foi minimizado com a popularização do uso dos computadores, aliado ao desenvolvimento de técnicas numéricas que permitem análises estruturais mais rápidas e precisas.

Restava ainda, até a década de 60, uma certa dúvida sobre as vantagens da utilização das treliças. Os arquitetos eram defensores do sistema, principalmente devido à sua leveza e beleza, o que permitia maior integração da estrutura ao ambiente arquitetônico desejado. No entanto, alguns engenheiros, embora conhecessem méritos delas, referiam-se como estruturas exóticas ou não convencionais.

Na década de 60, foi criado pelo ASCE (American Society of Civil Engineers) um grupo de estudo sobre estruturas reticuladas tridimensionais que promoveu, desenvolveu e divulgou uma série de pesquisas sobre treliças espaciais, abordando diferentes aspectos de seu comportamento, projeto e construção. Apartir de então, as pesquisas e a utilização delas em aço e alumínio foram difundidas e se desenvolveram de diferentes formas, em vários países do mundo.

No Brasil, o desenvolvimento e a utilização de treliças teve grande impulso com a construção, na cidade de São Paulo, do Centro de Exposições de Anhembi, no final da década de 60. A treliça espacial, projetada pelo engenheiro canadense Cedric