Sistemas Estruturais Altura Ativa

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MODELOS ESTRUTURAIS E SUAS AÇÕES NAS ESTRUTURAS:
Torres em tubos
Já somos familiarizados com as torres em tubos, faróis, torres, torres de campanário, de castelos,
torres de chaminés .
Toda torre, considerando o efeito dos ventos, ou seja, as cargas transversais ao maior eixo do sistema, será sempre uma viga em balanço engastada na base, e desse modo
sujeita a flexão. Além disso, as torres podem ser assemelhadas a barras muito longas, portanto muito esbeltas, sem travamento em uma das extremidades e submetidas à compressão.
Para melhorar a capacidade de uma barra à flambagem é de capital importância a forma da sua seção.
Seções em tubo, principalmente circulares, as ideais, são muito interessantes para barras comprimidas e portanto sujeitas à flambagem. O tronco da árvore é um exemplo bem característico de uma torre que se ergue maciçamente, tendo de maneira geral suas dimensões variáveis, diminuindo da base para o topo. A árvore é estável pela grande quantidade de material contida na seção do seu tronco.As chaminés das fábricas normalmente são torres de paredes contínuas e forma cônica
EXEMPLO: 
Pseudotubos
O bambu, que é uma barra muito esbelta, mantém-se estável graças à forma de tubo 
vazado, reforçado pelos nós, que funcionam como diafragmas. Diafragmas são 
travamentos das paredes por meio de anéis, ou paredes transversais.
Nos edifícios muito altos, o uso de tubos formados por barras é uma alternativa 
econômica, em relação aos contraventamentos convencionais, para se criar rigidez 
Nesses edifícios, barras verticais e horizontais (vigas e pilares) são adequadamente 
espaçadas de forma a garantir ao conjunto um comportamento muito próximo ao 
desempenho real dos tubos de paredes cheias.
Para que o comportamento do conjunto de barras verticais e horizontais se aproxime 
do comportamento do tubo, é também necessário que haja uma ligação adequada 
entre as barras verticais e horizontais. As barras verticais absorvem esfroços de 
compressão e torção, enquanto que as horizontais absorvem a força cortante e 
impedem o deslocamento relativo das barras verticais. Para garantir maior eficiência 
no contraventamento com pseudotubos, pode-se associar vários deles, um ao lado do 
outro, compondo uma colmeia.
 
Torres em lâmias e cascas
As lâminas apresentam uma geometria estrutural na qual duas de suas dimensões 
prevalecem em relação à terceira, a espessura.
Nas estruturas em lâminas e cascas, haverá sempre uma direção em que a ação do 
vento é mais desfavorável. Por isso, é importante que um sistema de 
contraventamento seja associado à estrutura, de forma a evitar flambagem.
Observamos a associação de duas lâminas utilizada no Monumento 
Nacional aos Mortos na Segunda Guerra Mundial. As duas lâminas associadas 
possibilitam a dimensão vertical monumental, pois funcionam como um grande pórtico 
(estrutura muito mais estável que uma lâmina).
Como o próprio nome indica, contraventamento é um elemento ou conjunto de 
elementos que se agrega ao sistema estrutural principal com a função de absorver os 
esforços provocados pelas cargas de vento fora do plano da estrutura principal. 
Atualmente, a palavra contraventamento é usada para qualquer tipo de estrutura 
secundária cuja função seja enrijecer o conjunto estrutural.
As caixas de escada e elevadores, elementos naturais nos edifícios altos, são quase 
sempre usadas como contraventamento. Uma associação de paredes com função de 
contraventamento denomina-se núcleo de rigidez. É interessante que esse núcleo seja
simétrico, de forma a evitar forças de torção.
Outra boa forma de se criar rigidez é fazer as paredes em cascas, por meio de dobras 
em seu plano.
Torres em pórticos, treliças e cabos
Semelhante ao que ocorre no caso dos tubos, as paredes também podem tornar-se 
pseudoparedes, o seja, paredes formadas por viga e pilar. O uso do pórtico pode 
resultar numa fundação menos solicitada do que no caso das paredes, pois os nós de 
apoio dos pórticos podem ser articulados, não transmitindo momento fletor a fundação.
O peso-próprio da estrutura também é muito menor. Para garantir adequada rigidez 
dos nós de apoio dos pórticos é importante a posição do pilar. Pilares retangulares 
deverão ter sempre seu lado maior contido no plano do pórtico. 
Temos uma foto da fase de construção do edifício Lake Shore 
Drive Apartments, de Mies Dan der Rohe, em Chicago. É evidente o uso dos pórticos, 
e a fluidez espacial resultante do emprego desta solução de contraventamento.
Treliças
O efeito da força de flexão causada pelo vento nas torres provoca a tendência de 
transformação dos retângulos formados pelas vigas e pilares em losango. Uma 
maneira alternativa ao pórtico de impedir este movimento, é a colocação de uma barra
na direção diagonal, formando assim dois triângulos, figuras mais estável que os 
quadriláteros. Ao contrário dos pórticos, esta solução não necessita de nós rígidos. 
Temos então, uma pseudoparede treliçada, muito mais econômica que a 
pseudoparede de pórticos.
Um ótimo exemplo do emprego desta solução é a torre do Bank of China, de Ieoh 
Ming Pei, em Hong Kong. Nela, o aço é usado para compor uma grande treliça 
espacial, de forma não-regular, que além de transmitir cargas verticais à fundação, 
apresenta principalmente a função de absorver as forças provocadas pelos grandes 
tufões da região.
Esquema de ações nas estruturas:
Burj Khalifa
Arena Fonte Nova: