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Trabalho Altura Ativa - Sistemas Estrututais I

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Sumário
Introdução ...................................................................................................... 3
Modelos Estruturais ....................................................................................... 4
Ações nas Estruturas ..................................................................................... 4
Sistemas de Distribuição de Forças ............................................................... 5
Materiais Empregados .................................................................................... 6
Exemplos de Edificações ................................................................................ 6
Conclusão ....................................................................................................... 8
Bibliografia ..................................................................................................... 10
Introdução
Os elementos sólidos rígidos que se estendem em sentido vertical, assegurados contra esforços laterais e firmemente ancorados ao solo, podem absorver cargas desde planos horizontais, a grande altura acima do solo e transmiti-las às fundações: estes são os sistemas estruturais de altura ativa.
Um edifício alto não é definido somente por sua altura, mas pelas suas proporções. A escolha de materiais, métodos de construção e disposição de formas e espaços à procura do belo, do funcional e do seguro, marcaram a evolução das construções, refletindo o nível de conhecimento, desenvolvimento e cultura da sociedade. Devido ao crescimento demográfico e concentração urbana processadas neste século, a construção passou pelo fenômeno de sua verticalização. 
Conceitualmente, os sistemas estruturais verticais têm como principal função coletar as cargas de planos horizontais dispostos uns sobre os outros e transmiti-los as bases. Devido a sua extensão em altura a estabilização lateral é uma componente essencial no projeto deste tipo de sistema estrutural. 
De maneira geral, quanto mais pavimentos um edifício tiver, maior é o seu peso próprio e maior é a atuação das forças externas (ventos e sismos). As diversas competências envolvidas em um projeto de edifício alto devem trabalhar de forma que a maior área útil de planta esteja aliada a uma solução estrutural eficiente, que suporte as cargas perenes, e principalmente as cargas eventuais. Existem hoje ótimos exemplos de soluções criativas para estruturas de altura ativa que envolvem diversas áreas do conhecimento, desde a área climática, passando pela física, geometria, engenharia e arquitetura.
A chave nos sistemas de altura ativa é preocupar-se com as forças laterais, que aumentam proporcionalmente à sua altura e “esbelteza”, aliando a isso o máximo aproveitamento de área livre dos pavimentos.
Modelos Estruturais
Classificação dos Sistemas Estruturais de Altura Ativa:
Arranha-céus em malha;
Arranha-céus de vão livre;
Arranha-céus em balanço;
Arranha-céus em ponte.
Os sistemas estruturais de altura-ativa são sistemas estruturais de elementos sólidos e rígidos em extensão predominantemente vertical, nos quais a reorientação de forças -isto é, a absorção e transmissão das cargas de altura (cargas de pavimento e cargas de vento) é efetuada através da típica composição de elementos resistentes à altura, arranha-céus. Os membros do sistema, isto é, os transmissores e estabilizadores de carga, como regra estão sujeitos a um complexo de forças diversas e mutáveis: sistemas em condição complexa de esforços. As características típicas das estruturas são: absorção de cargas, transferência de cargas para a base e estabilização.
Ações nas Estruturas
Os elementos sólidos rígidos que se estendem predominantemente em sentido vertical, assegurados contra esforços laterais e firmemente ancorados ao solo, podem absorver cargas desde planos horizontais, a grande altura acima do solo, e transmiti-las às fundações: sistemas estruturais de altura-ativa ou, simplesmente, arranha-céus. Os arranha-céus caracterizam-se pelos sistemas particulares de agrupamento de cargas transmissão destas e estabilização lateral. Os arranha-céus empregam, na redistribuição e transmissão de forças, sistemas de mecanismos de forma-ativa, vetor-ativo, seção-ativa ou superfície-ativa, ou seja, não possuem mecanismos de trabalho próprio. 
Os arranha-céus não são uma sequência de sistemas de uma planta empilhados, nem podem ser considerados, devido ao seu comportamento estrutural, um super balanço em altura. São sistemas homogéneos com problemas únicos e soluções únicas. Devido a sua extensão em altura e, por consequência, sua múltipla susceptibilidade à carga horizontal, a estabilização lateral é um componente essencial no projeto de sistemas estruturais de altura-altiva. A partir de uma certa altura acima do solo, a redistribuição das forças horizontais pode tornar-se o fator determinante da forma do projeto. 
Sistemas de Distribuição de Forças
A partir de uma certa altura o sistema de redistribuição de forças horizontais pode se tornar um fato determinante para o projeto. As cargas decisivas para o projeto de um sistema estrutural vertical resultam da sobreposição do peso próprio, carga permanete e vento, estas combinam-se em uma força. Quanto menor for o ângulo de inclinação dessa força, maior será a dificuldade de transmissão de carga para a base. 
Já no sistema de portico rigido a deflexão devido ás cargas laterias gerará forças cortantes transversais nas vigas e colunas do pórtico. Pela rigidez de conexão estas forças produzirão momentos rotativos nas juntas que reagem a deflexão. Nas membranas quando a distribuição de carga varia, as tensões tambem variam, porem a membrana não precisa mudar sua forma para resistir as novas cargas. Os Sistemas mais usados são o de absorção de carga nos pavimentos, carga transferida apartir dos pavimentos e reforço lateral contra as cargas horizontais.
Materiais Empregados
Os materiais empregados nos sistemas estruturais de altura ativa são principalmente o concreto e estrutura de aço. Nesses sistemas consiste também vigas: ponte; pavimento; de amarração; de beiral; em balanço.
Possui tirante, coluna, pilotis, pórtico de estabilização, treliça de estabilização, suporte, fundação e núcleo (pilar estrutural central).
Exemplos de Edificações
Os sistemas estruturais de altura ativa são um instrumento e uma ordem para a construção de edifícios de grande altura. Sob esse aspecto, são determinantes na formação de modernas construções.
Situa-se no século XIX o início da construção dos grandes edifícios modernos. Os primeiros edifícios altos são em alvenaria. O maior de todos é Monadnock Building de Chicago (ver imagem 1) construído em 1891 com 16 andares e paredes de mais de 2 metros de espessura. No Brasil podemos citar os edifícios altos em concreto armado: Banco do Estado de São Paulo com 34 andares, em 1946 (ver imagem 2); Edifício Itália com 45 andares, em 1995 (ver imagem 3) e durante algum tempo o mais alto do mundo em concreto.
Imagem 1 Imagem 2 Imagem 3
Edifícios Altos: Farol de Alexandrina com 100 metros de altura construído em alvenaria, dois séculos antes de Cristo; Templo de Todao – Ji, Japão, com 94 metros de altura, construído em madeira, no ano de 974; Na arquitetura romana os inúmeros aquedutos, como o de Segovia com 30 metros de altura, o Pantheon de Agripa, com 46 metros construído no ano 120; Na arquitetura bizantina as Igrejas de São Marcos, Veneza, e a de Santa Sofia, Constantinopla, com 55 metros de altura e uma cúpula com 32 metros de diâmetro, construída em 532; Na arquitetura gótica a Catedral de Milão com altura de 100 metros; Na arquitetura renascentista a Catedral de Florença e a Igreja de São Pedro, está com 136 metros de altura.
Conclusão
 Em virtude dos fatos mencionados, conclui-se que os sistemas estruturais de altura ativa têm a funçãode transmitir as cargas de planos horizontais para sua fundação. É essencial para a execução do projeto desse sistema estrutural a estabilização lateral. 
Por serem de tamanho exorbitante, os arranha-céus necessitam de grande resistência, pois sofrem ação de forças externas e internas, como o peso e os ventos. As forças dos ventos em altas edificações possuem três principais modos de ação: empuxo, empuxo transversal e torção, o que torna um estudo aerodinâmico indispensável aos responsáveis pelo projeto da edificação. 
Os sistemas de distribuição de forças principais são o de absorção de carga nos pavimentos, carga transferida a partir dos pavimentos e reforço lateral contra as forças horizontais. 
Os Sistemas estruturais de altura ativa não possuem mecanismo próprio então são empregados os mecanismos de forma ativa, vetor-ativo-, massa-ativa e superfície ativa para que haja orientação das forças.
Devido ao grande aumento da verticalização ocorrida nos últimos séculos os sistemas estruturais de altura ativa se tornaram grandes aliados ao crescimento demográfico nas grandes cidades. Em virtude da distribuição de carga na altura ativa foi possibilitado construções com presença de vãos amplos e a construção de grandes arranha-céus, cuja as construções tiveram início no século XIX. 
Foi de comum consenso que com a execução do trabalho previamente apresentado foi compreendido a funcionalidade dos sistemas e seus usos na construção civil. 
Bibliografia
IAMAMOTO, Verônica. “Introdução aos Sistemas de Altura Ativa”. 2015. Disponível em: < http://goo.gl/uUectP>. Acesso em: 13/02/2016.
MELO, Antônio Edmundo B. “Apostila Sistemas Estruturais II”. 2011. Disponível em: < http://goo.gl/CLyN5U>. Acesso em: 13/02/2016.
CHING, Francis D. K. et al. Sistemas Estruturais Ilustrados. Editora Bookman, Porto Alegre, 2010.
ENGEL, Heino. Sistemas de Estruturas. Editora Gustavo Gili, 2001.
Imagem 1: Monadnock Building. Disponível em: < http://goo.gl/B6n7bu>. Acesso em: 14/04/2016.
Imagem 2: Banco do Estado de São Paulo. Disponível em: < http://goo.gl/vezqxv>. Acesso em: 14/04/2016.
Imagem 3: Edifício Itália. Disponível em: < http://goo.gl/gPE839>. Acesso em: 14/04/2016.

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