Passarela ou Ponte Treliça

Prévia do material em texto

UNIVERSIDADE PAULISTA
ESTRUTURAS TRELIÇADAS
Visita Técnica: Ponte Metálica – Rio Mogi Guaçu
RIBEIRÃO PRETO
2017
RESUMO
Os sistemas triangulados ou treliças, utilizados na maioria das vezes pela construção civil, podem apresentar uma série de impactos nas estruturas quando mal planejada. O trabalho foi desenvolvido contemplando as principais patologias encontradas nas treliças. Após visitas em pequenas obras, foi possível analisarmos e identificarmos de uma forma mais ampla as patologias ali existentes. O estudo mostra a importância e necessidade de se tratar as patologias de forma preventiva antes mesmo da execução da estrutura. Foram analisadas quatro patologias e suas remediações
Palavra-chave: treliças, treliçada.
ABSTRACT
Triangulated or truss systems, most often used by civil construction, can have a number of impacts on structures when poorly planned. The work was developed contemplating the main pathologies found in the trusses. After visits in small works, it was possible to analyze and identify in a broader way the existing pathologies. The study shows the importance and necessity of treating the pathologies in a preventive way even before the execution of the structure. Four pathologies and their remedies were analyzed
Keyword: trusses, latticework.
LISTA DE ILUSTRAÇÕES
Figura 01: Exemplos de treliças para galpões...................................................09
Figura 02: Torre Eiffel........................................................................................10
Figura 03: Ponte Metálica sob Rio Mogi Guaçu................................................17
Figura 04: Visita a Ponte Metálica.....................................................................17
Figura 05: Estrutura do galpão feito totalmente por treliças, inclusive os pilares de sustentação...................................................................................................19
Figura 06: Estrutura oxidada devido à falta de preparo na construção.............19
LISTA DE ABREVIATURAS
ABNT – Associação Brasileira de Normas Técnicas
INSS – Instituto nacional do Segurado Social
NBR – Norma Brasileira
SUMÁRIO
INTRODUÇÃO
Sistemas Triangulados ou Treliças são armações criadas pelo cruzamento de elementos indeformáveis, conectadas por meio de diagonais verticais ou inclinadas (Azevedo, 2012). Essas estruturas reticuladas tridimensionais são formadas por componentes rígidos e lineares, aos quais se dá o nome de barras, podendo ter como matéria prima: aço, alumínio ou madeira, mesmo sendo de materiais com resistências diferentes, têm suas devidas aplicações. Estas barras encontram-se ligadas entre si por articulações/nós que se consideram, no cálculo estrutural, perfeitos, isto é, sem qualquer consideração de atrito ou outras forças que impeçam sua livre rotação. Possibilitando vãos livres maiores, as estruturas triangulares são reflexos de adaptações necessárias ao desenvolvimento natural do meio em que vivemos, e com os devidos cuidados, existe uma garantia de satisfação e segurança (Verçosa, 1997). Somente nos nós são aplicadas as cargas, não havendo qualquer transmissão de momento fletor entre os seus elementos, ficando assim as barras sujeitas apenas a esforços normais de tração ou compressão.
A utilização de treliças esta sempre presente na engenharia civil. 
Figura 01: Exemplos de treliças para galpões
Fonte: http://www.mfrural.com.br/detalhe/estrutura-metalica-usada-galpao-184339.aspx
Figura 02: Torre Eiffel
Fonte: https://www.vix.com/pt/bbr/ciencia/3517/5-curiosidades-sobre-a-torre-eiffel-a-dama-de-ferro-dos-franceses
Segundo Du Chateau (1984), as primeiras aplicações de treliças espaciais baseado nos conceitos atuais, foi realizada por Alexandre Graham Bell, em 1907, que desenvolveu sistemas estruturais reticulados formados por barras de aço totalmente pré-fabricadas, vislumbrando desde então a possibilidade da industrialização da construção.
Chamberlain (1998) nos dá a definição do conceito de patologia nas construções: estudo das causas, mecanismos de ocorrência, sintomas e consequências dos defeitos nas construções civis ou nas situações em que a construção não apresente um desempenho mínimo pré-estabelecido pelo usuário. De acordo com Hibbeler (2004), dentre as patologias que podem afetar uma estrutura de aço treliçada, a mais comum é a corrosão, que se manifesta nos detalhes construtivos e principalmente, nas ligações de solda. Há ainda ocorrência de colapso, oxidação, carregamento excessivo, erros de concepção e utilização de materiais inadequados.
Existe uma resolução que normatiza esses trabalhos, estão descritas na norma ABNT (Associação Brasileira de Normas Técnicas) NBR (Norma Brasileira) 14125:2016 - Alumínio e suas ligas — Tratamento de superfície — Requisitos para revestimento orgânico para fins arquitetônicos.
Diante dessa perspectiva, este trabalho tem como objetivo indicar os principais métodos de prevenção das patologias nas estruturas metálicas, mais especificamente das suas conexões comumente conhecidas como TRELIÇAS, através da análise na estrutura. Desta forma será possível aumentar a durabilidade da estrutura e garantir que ela suportará os esforços impressos nela.
TRELIÇAS NA ENGENHARIA CIVIL
Nos dias atuais é muito comum a utilização de treliças em construções, pois elas satisfazem quando a intenção é obter uma estrutura leve, rápida, mas com resistência. O cenário atual da engenharia é de extrema competitividade. Para um profissional/empresa concluir seus projetos com segurança, tempo hábil e menor custo que os concorrentes, o essencial é obter produtos que ofereçam diferenciais no mercado e uma maior eficiência nas estruturas de trabalho. 
Com as treliças esse manuseio fácil e rápido proporciona, devido às estruturas já prontas e com alta resistência, uma conclusão com custos mais baixos, durabilidade e confiabilidade do produto. Havendo instalação correta, precisarão de pouco reparo e manutenção. Tal fato não é benéfico apenas ao fornecedor, mas também para a caminhada de uma sociedade mais sustentável, visto que o menor consumo de material pode significar uma redução na extração de matéria prima do meio-ambiente. 
Além disso, é notável uma maior tendência à utilização de treliças nos canteiros de obras brasileiros principalmente devido à realização de grandes eventos esportivos. Sendo assim acredita-se que é de suma importância conhecer melhor as patologias envolvidas nessas estruturas. 
Estimativas do Instituto Nacional do Seguro Social (INSS) apontam que, a cada quatro minutos ocorrem um acidente de lesão corporal no setor construtivo; e a cada 17 minutos alguém é afastado devido a um acidente grave. Dados, do Ministério do Trabalho indicaram que em 2012, ocorreram quase sete mil acidentes na construção civil brasileira, provocando a morte de 126 pessoas. Por isso, justifica-se a importância de abordar às patologias sofridas pelas treliças no decorrer de seu tempo em exposição a fatores físicos, químicos, mecânicos ou biológicos.
PATOLOGIAS NAS ESTRUTURAS METÁLICAS
Patologias das treliças são anormalidades geradas por agentes causadores, que podem ser: problemas mecânicos (alteração do terreno, sobrecarga nas estruturas), químicos (chuva, variação da temperatura), biológicos (fungos, bactérias) e físicos (do material utilizado). Alguns dos problemas mais conhecidos são:
Carregamento Excessivo: nas estruturas as peças componentes devem ter geometria adequada e definida para resistirem às ações (forças existentes, como peso próprio, ação do vento, etc.) impostas sobre elas. Assim, uma estrutura treliçada tem que ser projetada e executada com uma margem de segurança para não sofrer carregamentoexcessivo. Um estudo das tensões exercidas sobre ela, tipo de material a ser usado e até mesmo a elasticidade deste material tem que ser levados em conta. Um mau planejamento desta estrutura, pode consequentemente levar a um desastre. Assim, medidas para sanar problemas em estruturas já existentes podem ser feitas a partir de um redirecionamento e posicionamento de todos os nós existentes na estrutura, garantindo nova divisão de peso e forças exercidas sobre eles;
Oxidação: consiste na combinação de uma substância ferrosa com o oxigênio, no aumento algébrico da carga formal, isto é, se dá através da transferência de elétrons de uma espécie, a que oxida, para outra espécie, a que se reduz. Com a oxidação vem à corrosão, tornando-se assim, um grande vilão às estruturas de aço. A grande parte dos metais possui tendência a liberar elétrons para se estabilizarem eletronicamente, por isso, combinam-se facilmente com espécies oxidantes (como o oxigênio) e reagem de modo que o metal sempre é desgastado, assim, sofre corrosão. 
É necessário o estudo climático do local onde a estrutura vai ser instalada, para optar pelo tipo correto de material a ser usado. As regiões do litoral têm uma tendência maior à corrosão do aço, sendo necessário um trabalho preventivo mais específico e bem elaborado. Nestes casos, a melhor opção são as treliças de madeira ou pré-fabricadas de concreto, também se podem usar treliças de alumínio para vãos menores;
Erros de concepção: Na construção de uma estrutura metálica podem se definir as etapas da construção como sendo: concepção estrutural (projeto, detalhamento e dimensionamento), fabricação, montagem, utilização e manutenção. A etapa de projeto é onde pode se verificar a maior parte das falhas tendo em seguida, por consequência, a execução. Essas falhas de projetos são distribuídas no cálculo, detalhamento e nas plantas de montagem, construtivas e executivas, e isso faz com que sejam as principais responsáveis pelos danos localizados e pela degradação precoce de uma estrutura. A falta de um bom detalhamento impede e dificulta a manutenção. Se essas falhas forem corrigidas na fase de projeto, podem evitar a degradação da estrutura e uma possível manutenção precoce da mesma. Também, temos os casos onde a estrutura já se encontra instalada, e novos cálculos de direcionamentos devem ser feitos para que a manutenção preventiva correta seja realizada, corrigindo assim os erros de concepção;
Utilização de Materiais inadequados: devido a várias mudanças econômicas, arquitetônicas, sociais e ecológicas a necessidade de se fazer estruturas treliçadas varia muito da região, do poder aquisitivo, da disponibilização de matéria prima e até mesmo de aproveitamento de grandes vãos livres. Mas com todas essas mudanças, vem também a preocupação da escolha do material a ser usado na estrutura, levando em consideração custo x benefício, isso pode se tornar um problema a partir do momento que se escolhe materiais inadequados focando apenas o custo (que muitas vezes, não respeitam as medidas de prevenção). Cada tipo de material tem sua própria resistência, utilização e durabilidade. O ideal é fazer um estudo do local onde será utilizada a estrutura, depois solicitar o projeto e executá-lo conforme especificações. Nos casos de estruturas antigas, já existentes, pode ser feito um trabalho de recuperação ou até mesmo substituição da estrutura.
METODOLOGIA
Para atingir o objetivo foi utilizada a seguinte metodologia:
Reunião de conceitos e informações teóricas fundamentais relativas às treliças, capaz de nos fornecer estudo sobre identificação e organização de patologias nas construções que utilizam estruturas treliçadas;
Visita a um ambiente prático (canteiro de obras) para verificar o uso de treliças nas construções civis, buscando ter uma visão de como são em perfeito estado no início de sua vida útil. Aproveitaremos o conhecimento vivenciado pelo engenheiro responsável a fim de verificar os procedimentos empregados para identificação e prevenção de eventuais danos a estrutura;
Visita às construções antigas, com o propósito de constatar possíveis patologias encontradas nas treliças já em uso, buscando noções de como sanar os desgastes sofridos. Nas visitas que realizaremos faremos registro fotográfico das instalações.
VISITA TÉCNICA
Realizou-se a visita à ponte sob o Rio Mogi Guaçu. Que localiza-se na cidade de Porto Ferreira/SP.
A ponte metálica, verdadeira obra de arte, sobre o rio Mogi Guaçu, foi construída em 1913 com todo o material importado da Inglaterra, de onde veio desmontada. Depois de pronta ela foi orçada em 300 contos de réis.
Na época atendia a principal estrada de rodagem fazendo a ligação da capital do Estado de São Paulo a Ribeirão Preto.
Por ela também passava o ramal da Companhia Paulista de Estrada de Ferro que tinha o trem com bitola de 60 cm fazendo ligação com a cidade de Santa Rita do Passa Quatro.
Esta ponte possui nas colunas-base um mecanismo especial, que permite em época de muito calor sua dilatação, fazendo pequeno movimento imperceptível aos seus usuários.
Atualmente a ponte é utilizada para fazer a ligação da cidade com o Bairro Santa Cruz.
Dá acesso à Via Anhanguera (SP-330) e à estrada asfaltada (SP-215) que liga o município às cidades da antiga Mogiana.
A ponte de concreto na Via Anhanguera foi construída em 1958 e a que liga a cidade ao Parque Residencial Cristo Redentor em 1988.
Figura 03: Ponte Metálica sob Rio Mogi Guaçu
Fonte: http://www.portoportal.com.br/materias/0075.htm
As normas técnicas visam orientar as construções para que sejam executas de maneira padronizada e promovendo segurança dos trabalhadores e da edificação em si. Foram feitos estudos e pesquisas, além de visitas em obras para observar alguns tipos de estruturas treliçadas, para assim identificarmos melhor as patologias que afetam este tipo de estrutura, viabilizando na prática o conceito de prevenção, manutenção e tratativa para sanar a patologia que afeta e compromete a estrutura. Segundo e engenheiro responsável pela construção de um galpão, Sr. Rogério Pinheiro, a tratativa de uma patologia começa antes mesmo da execução da estrutura. Ao optar por uma estrutura treliçada, saber escolher o tipo de material usado, influencia diretamente a boa qualidade da obra. Para descartar uma possível patologia futura devido ao desgaste do material, terão que ser tomadas medidas de prevenção patológicas no decorrer do tempo para a conservação deste material. 
Oxidação na figura 05, o galpão que está sendo construído recebeu todo preparo das peças em metal, garantindo uma durabilidade significativa. Uma estrutura como esta é bastante viável e eficiente para a conclusão da obra, tendo inclusive os pilares treliçado, o que facilita e agiliza o término da construção do galpão. Qualquer erro na sua execução pode danificar e comprometer todo o trabalho e o resultado final. Ainda citando Pinheiro, “fizemos uma medida preventiva, onde além do tradicional zarcão, aplicamos em todas as peças metálicas um fundo especial anti corrosivo que protegerá essa estrutura, evitando com mais eficácia a oxidação”.
Figura 05: Estrutura do galpão feito totalmente por treliças, inclusive os pilares de sustentação.
Fonte: https://www.academia.edu/12070316/ESTRUTURAS_TRELI%C3%87ADAS
Como apresentado no trabalho, problemas de oxidação, carregamento excessivo e erro de concepção são comuns, no entanto, são fáceis de serem evitados. Abaixo, temos na figura 06, é apresentado o resultado de uma estrutura que não teve os devidos cuidados, em função do abandono da obra, obteve uma deformação dos pontos de ligação das treliças comprometendo a estrutura.
Figura 06: Estrutura oxidada devido à falta de preparo na construção.
Fonte: https://www.academia.edu/12070316/ESTRUTURAS_TRELI%C3%87ADAS
Neste caso, notam-se claramente os efeitos do tempo sobre esta estrutura que ficou exposta às ações naturais do clima e não passou por qualquer manutenção. Dessaforma, todo projeto deverá ser revisto. Por outro lado, com o volume de obras que estão expostas as grandes cidades – principalmente pelos eventos esportivos que serão realizados – terá que se fazer uma análise minuciosa nas forças que atuarão nas estruturas.
O mau planejamento desta estrutura pode acarretar um desmoronamento culminando em acidentes fatais. Sabendo-se que estas vigas treliçadas também são usadas na elaboração de grandes galpões de eventos há a exposição de centenas de pessoas às falhas que um mau projeto pode causar.
Jose Vidigal Junior, professor de Introdução à Engenharia no Centro Universitário de Belo Horizonte, salienta da responsabilidade que um engenheiro carrega: “Enquanto um médico salva vidas diariamente, cabe a um engenheiro a responsabilidade de um projeto”. Isso demonstra a importância de se identificar, prevenir e sanar as patologias na estrutura. Temos exemplos de grandes estruturas treliçadas que por terem um bom acompanhamento preventivo e de manutenção continuam estáveis e utilizadas no dia-a-dia da população sendo também cartões postais, por exemplo, a Torre Eiffel já mencionada acima construída no século XIX.
Estando no ano que antecede a Copa do Mundo de 2014, por toda cidade há obras focadas na melhora da infraestrutura. São aeroportos sendo reformados, estradas e avenidas sendo revitalizadas, incentivos fiscais concedidos pelo governo e tantas outras ações que tem sido frequente no dia a dia da população das grandes cidades.
O grupo então se vê incluído numa realidade prática e acadêmica que é o aquecimento da construção civil no Brasil. Logo, ao vislumbrar essa exposição, discutiu-se sobre o uso de treliças (que tem sido usada na cobertura de estádios e tem destaque nos objetivos de estudo acadêmico). Por consequência, buscou-se abordar este tema dando ênfase nos cuidados na elaboração. Assim, após fazermos uma análise e em consulta aos orientadores definiu-se que este trabalho trataria das PATOLOGIAS as quais podem ser ocasionadas nestas estruturas.
Elaboramos então este artigo com explicações acerca de efeitos a quais cada tipo de material ficará exposto, instruímos quanto aos cuidados a serem tomados na construção destas estruturas, fizemos alguns comparativos contrapondo o bom e o mau projeto, discutindo os melhores métodos e soluções para um projeto eficaz e econômico e seguro. Desta maneira podemos extrair ao máximo os benefícios que as treliças nos oferecem.
CONCLUSÃO
Este artigo serve para agregarmos conhecimento e auxiliarmos no entendimento das patologias em estruturas treliçadas, muito utilizada na Engenharia Civil, com a finalidade orientarem sobre a importância da manutenção e acompanhamento das mesmas após a instalação. Ao realizar o trabalho, podemos afirmar que toda e qualquer estrutura deverá ter suas patologias estudadas, tratadas, prevenidas e sanadas. É a maneira mais segura e confiável de garantir condições perfeitas do uso da mesma.
Pequenas falhas afetam a confiabilidade e credibilidade das empresas, reduzindo a qualidade de seus produtos. Devido a esses aspectos, dentre outros mais como a causa de acidentes, todo projeto deve ser avaliados, estudados e eventuais dúvidas devem ser compartilhadas no meio técnico através de publicações e pesquisas permitindo que os profissionais possam discutir revisar os estudos.
Importante também que haja sempre um documento disponibilizado a todos os profissionais da área no qual estarão contidos os problemas mais comuns em cada modelo desta estrutura. Assim, qualquer profissional poderá se atentar a estas falhas, evitando-as e amadurecendo cada vez mais.
REFERÊNCIAS BIBLIOGRÁFICAS
AZEVEDO, J. A. P. Apostila de Teoria das Estruturas. Análise de Estruturas Isostáticas Planas. Belo Horizonte, Setembro – 2012, Primeira Versão.
 PILLAR, N. M.; Valle, A. do: Apostila de Análise Estrutural I. Florianópolis: GRUPEX E PET, 2009.
 CHAMBERLAIN, Z.M., Notas sobre Patologia das Estruturas Metálicas. Passo Fundo: FEAR/UPF, 1998.
 HIBBELER, R. C.. Resistência dos materiais. São Paulo: Pearson, 2004. p.674
VERÇOZA, Ênio José. Patologia das Edificações. Editora Sagra. 1991 YAZIGI, Walid. A Técnica de Edificar. Editora PINI, 1997.

 SOUZA, Alex S. Clemente e GONÇALVES, Roberto Martins. Análise Teórica e Experimental de Treliças Espaciais. Disponível em: http://www.set.eesc.usp.br/cadernos/pdf/cee31.pdf
 INFOESCOLA – Navegando e aprendendo – Disponível em: http://www.infoescola.com/quimica/oxidacao
 
SOUZA, A. N. Análise do projeto de estruturas metálicas espaciais: ênfase em coberturas. São Carlos. Dissertação (Mestrado), 2002. Escola de Engenharia de São Carlos - Universidade de São Paulo.
 ETS ENGENHARIA – Disponível em: http://www.etsengenharia.com.br/obras.htm
 CENTRO DE ARTIGOS - Galpão treliças de construção - Disponível em: http://centrodeartigos.com/tudosobre/artigo-7112.html
 CONSTRUÇÃO EM TEMPO RECORDE – Disponível em: http://construcaoemtemporecorde.com.br/diariodaobra/estrutura-metalica-e-inovacao-uma-historia-com-mais-de-dois-seculos
 CURIOSIDADES DO MUNDO – Disponível em http://www.curiosidadesdomundo.com/curiosidades-sobre-torre-eiffel
METÁLICA – Patologias comuns em estruturas metálicas – Disponível em: http://www.metalica.com.br/patologias-comuns-em-estruturas-metalicas
 ABCEM – Falhas e patologias nas estruturas metálicas – Disponível em: http://www.abcem.org.br/construmetal
 PORTAL METÁLICA – Informação e Negócio em um clique – Disponível em: www.metalica.com.br/corrosao-e-outras-patologias-em-pontes-metalicas
CONSTRUMETAL – Congresso Latino-Americano de Construções Metálicas – Disponível em: http://www.construmetal.com.br/2010/
 GUIA GEOGRAFICO – França – Disponível em: http://www.franca-turismo.com/eiffel.htm
http://www.mfrural.com.br/detalhe/estrutura-metalica-usada-galpao-184339.aspx
http://www.portoportal.com.br/materias/0075.htm
https://www.academia.edu/12070316/ESTRUTURAS_TRELI%C3%87ADAS
Pesquisas realizadas no dia 20 de Novembro de 2017.