TRABALHO SOBRE CABOS

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grandes
CAROLINE MOREIRA
 
RICARDO COUTO
PROFESSOR:
Al uras
O QUE NÓS ENTENDEMOS SOBRE 
GRANDES ALTURAS?
Fonte: portuguese.cri.cn
Fonte : O Segredo
MAS O QUE SÃO GRANDES ALTURAS?
A altura sempre esteve relacionada ao ego, ao poder e à ambição dos homens, fato ilustrado pelas pirâmides do Egito e as torres na Idade Média. Assim que o homem dominou as técnicas construtivas, iniciou-se uma competição entre os países pelo título do edifício mais alto, cuja existência está cada vez mais relacionada ao poder e à ordem do capitalismo moderno.
GRANDES ALTURAS - Arranha-céus demandam projetos complexos de instalações, segurança e estabilidade, mas a tendência de hiperverticalização não pára
Falando sério Agora
Vamos falar de cabos em 
Resistencia do Matérias
Nessa caso, o cabo que Vamos falar é ele!
O CABO DE AÇO
flexível
O QUE É
CABO DE AÇO?
FONTE: Inspeção e ensaios
ESTRUTURA DE UM CABO
São perfis constituídos por vários arames trefilados de alta resistência, apresentando excelente desempenho sob esforços de tração. 
Fonte: Felipe Schmitzhaus
Fonte: Felipe Schmitzhaus
O cabo apresenta resistência apenas quando tracionado, por isso ele deve ser usado em situações em que ocorra esse tipo de esforço.
COMPORTAMENTO.
FONTE: ?
O cabo não possuí rigidez à compressão e flexão, por ser um material muito flexível, sendo totalmente deformado quando submetido a esses esforços. É resistente à tração simples e adquire forma de acordo com a posição, direção, sentido, quantidade e intensidade da força atuante sobre ele
Tração simples é um esforço que gera uma solicitação uniforme de todas as fibras da seção
FONTE: ?
Os cabos são também sensíveis à torção, podendo sofrer ruptura da alma ou quebra de arames internos, fazendo com que seu diâmetro aumente.
FONTE: Hangar33
Aspectos Gerais
FONTE: Equipe de Obra - Pini
FONTE: Equipe de Obra - Pini
Quando submetidos à tração simples são capazes de vencer grandes vãos com leveza física e visual, além do baixo consumo de material. Essas estruturas são conhecidas como estruturas suspensas ou pênseis.
FONTE: ?
FONTE: ?
Em um modelo com um fio preso em uma barra por dois anéis, caso seja carregado em uma força P em seu ponto médio, a tendência é que os anéis deslizem, solicitados por uma força horizontal, até que se juntem na mesma vertical da força P. Entretanto, isso pode ser evitado por meio da fixação desses anéis em algum ponto da barra.
Quando fixados os anéis na barra, o cabo passa a ter uma forma triangular, que pode se alterar caso mude a posição e quantidade de cargas, como por exemplo, se forem colocadas duas cargas iguais e simétricas, o cabo passará a ter forma de trapézio. 
Altura do triângulo/Maior distância entre a horizontal e o ponto mais afastado dela.
Essas formas são chamadas de funiculares e tratam-se do caminho que as forças percorrem pelo cabo até que cheguem ao apoio.
Quando um cabo é suspenso e fixado em dois apoios, tende a entrar em equilíbrio em forma curva, e as duas mais recorrentes são as catenárias e as parábolas:
Catenárias: cargas iguais e igualmente espaçadas ao longo do comprimento do cabo. Exemplo: peso próprio.
Parábola: cargas iguais e igualmente espaçadas em relação à horizontal. 
Por meio do experimento acima ilustrado é possível perceber que há uma relação inversa entre a flecha e a reação horizontal, sendo a vertical constante. Isto ocorre, pois, ao tentar retificar a corda, aumenta-se os esforços horizontais enquanto diminui-se a flecha e consequentemente aumentando a solicitação do cabo.
Flecha menor: cabo mais solicitado, seção maior, comprimento menos, menos volume de material.
Flecha maior: cabo menos solicitado, seção menor, maior comprimento e mais volume de material.
Portanto, é mais conveniente que haja uma relação que necessite de menos material e que se encontre nos seguintes limites:
Como já citado o cabo é uma estrutura muito flexível, portanto instável quando sujeito à cargas acidentais, que podem causar vibrações e caso essa vibração possua mesma frequência que a próprio vibração do cabo, ele entra em ressonância, causando fadiga no material e rompendo-o. Para que isso seja evitado é necessário a associação com outros sistemas estruturais.
Aplicações e limites de utilização:
O cabo de aço pode vencer grandes vãos quando submetidos apenas ao seu próprio peso, porém não absorve empuxos horizontais e possui forma instável com a variação de carregamento.
O empuxo horizontal pode ser absorvido por dois pilares laterais, que não seriam econômicos devido ao seu tamanho, por ter que absorver esforços de flexão além de compressão. O empuxo também pode ser absorvido por cabos tirantes, que ligam a cabeça do pilar à fundação, sendo mais econômico.
A fundação para qual esses esforços são levados são caros, pesados e complexos. Em pequenas estruturas o cabo não é a melhor opção por sua complexidade superar seus benefícios.
Em grandes vãos, como pontes, podem vencer até 1.500m e como linhas de transmissão, podem vencer 5.500 m.
FONTE: Equipe de Obra - Pini
Com isso podemos notar que as Especificações de resistência e até o enrolamento nas bobinas influenciam o desempenho desses materiais. 
TIPOS DE CABOS E SUAS APLICAÇÕES
DE ACORDO COM SUA RESISTÊNCIA
APLICAÇÃO DOS CABOS
Os cabos possuem grande abrangência em suas aplicações além de haver diversas condições de operação respectiva . Sendo assim, os cabos devem ser analisados por suas características , propriedades, e manuseio de cada cabo para melhor empregabilidade do mesmo. Exemplificados de acordo com:
BUCHHOLDT(1985) que sugere a utilização de cabos de 6 pernas e alma de aço independente para coberturas sujeitas a baixa tensão 
SÁLES(1998) o cabo de aço mais recomendado para coberturas suspenses são os de construção Filler ou Warrington-Seale de torção regular e com alma de aço
DIAGRAMAS TENSÃO-DEFORMAÇÃO
Sugere a representação da curva tensão-deformação para o material cabo em três regiões distintas:
Região elástica
Região inelástica
Região pós deformação ultima
Região elástica
-tensão
-módulo de elasticidade do material
-deformação especifica
-tensão elástica limite
-constante menor que a unidade
-relação entre o pré-estiramento e a força da última tração
-última tensão
-força última de tração
-área nominal da seção transversal do cabo
-deformação elástica limite
GREENBERG(1970)
Região inelástica(ou plástica)
-tensão elástica limite
-tensão inelástica
-última tensão 
-deformação especifica
-deformação elástica limite
-última deformação
-módulo tangente = módulo de elasticidade inicial na deformação elástica limite. Obtendo:
GREENBERG(1970)
Região pós deformação última
Módulo de elasticidade nula e tensão constante. Sendo:
tensão=última tensão
JONATOWSKI &BIRNSTIEL(1970)
*Ambos materiais com 2,54 cm de diâmetro
40
RAMBERG & OSGOOD(1943)
Representam a curva de deformação- tensão com a expressão:
-Deformação no estado de deslocamento
-Tensão axial(tração)no estado deslocado
-Módulo de deformação longitudinal do material(inclinação da parte inicial da curva)
-Constantes do material para a curva de 
 tensão-deformação
MURRAY & WILLEMS (1970)
Realizaram 3 experimentos envolvendo Cordoalhas
Apresenta o ciclo de cada pré-estiramento , aplicando lentamente uma carga, fazendo uma manutenção de carga 20 minutos e retirada lenta do mesmo até remover todo alongamento construtivo.
MURRAY & WILLEMS (1970)
 Ensaio que se opõe ao proposto pelo GREENBERG, havendo melhor modelação pela proposta de RAMBERG&OSGOOD
A tabela ao lado apresenta os parâmetros n e B recomendados para certo diâmetro de cordoalha
MURRAY & WILLEMS (1970)
Possuem dados recomendados para cordoalhas de diâmetro menores que 31,75 mm
KADLCÁK(1995)Descreve o estudo de cordoalhas sem dilatação
Ao contrario dos exemplos anteriores, o gráfico possui um aumento considerável de deformação permanente em seu inicio (A-B), e possui uma curva aproximadamente linear no período B-C. Havendo uma semelhança apenas na secção C-D, que aponta grande aumento na deformação permanente
ONDE ELE PODE SER APLICADO?
Viga Vagão
FONTE: http://grandes-vaos-n6a.blogspot.com.br/2014/05/viga-vagao.html
Viga vagão é o nome dado a um sistema composto por barra horizontal, montantes e cabos. Seu princípio é vencer um vão através de cabos.
EXEMPLOS DE OBRAS COM 
VIGA VAGÃO
Centro de Artes e Educação - Guarulhos
VIGA VAGÃO
FONTE: Archello
Arquitetura: Biselli & Katchborian Arquitetos Associados
Ano do Projeto / construção: 2008/ 2011
Centro de Artes e Educação - Guarulhos
VIGA VAGÃO
FONTE: Vitruvios
Centro de Artes e Educação - Guarulhos
VIGA VAGÃO
FONTE: Archdaily
EXEMPLOS DE OBRAS COM 
EDIFICIOS ESTAIADO
FONTE: Limaonagua
Museu de Arte de Milwaukee - Estados Unidos
Arquitetura: Santiago Calatrava
Ano do Projeto / construção: 1994 - 2001 
FONTE: Archdaily
Museu de Arte de Milwaukee - Estados Unidos
EXEMPLO DE OBRA COM 
PILAR ATIRANTADO
FONTE: Pinterest
MASP – MUSEU DE ARTE DE SÃO PAULO
Arquitetura: LINA BO BARDI
Ano do Projeto / construção: 1958 - 1968 
FONTE: Pinterest
MASP – MUSEU DE ARTE DE SÃO PAULO
FONTE: Vitruvius
MASP – MUSEU DE ARTE DE SÃO PAULO
EXEMPLOS DE OBRAS COM 
PONTES ESTAIADAS
Passarela da Barra, em Balneário Camboriú
FONTE: Blumenau Vertical
Passarela da Barra, em Balneário Camboriú
FONTE: Blumenau Vertical
A passarela é sustentada por 20 grandes cabos ligados as torres, dando suporte a 1.900 toneladas de estrutura.
FONTE: Mega Engenharia
Ponte Samuel Beckett – Dublin
Arquitetura: Santiago Calatrava
 Ano :2009
FONTE: Mega Engenharia
Ponte Samuel Beckett – Dublin