ESTRUTURA EM TRELIÇA

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ESTRUTURA EM TRELIÇA
DEFINIÇÃO DE TRELIÇAS
 
As treliças ou “sistemas triangulados” são estruturas formadas por elementos mais rígidos, aos quais se dá o nome de barras. Estes elementos encontram-se ligados entre si por articulações/nós que se consideram, no cálculo estrutural, perfeitas (isto é, sem qualquer consideração de atrito ou outras forças que impedem a livre rotação das barras em relação ao nó). Nas treliças as cargas são aplicadas somente nos nós, não havendo qualquer transmissão de momento fletor entre os seus elementos, ficando assim as barras sujeitas apenas a esforços normais/axiais/uniaxias (alinhados segundo o eixo da barra) de tração ou compressão.
Designa-se treliça plana quando todos os elementos da mesma são dispostos essencialmente num plano.
Essas estruturas reticuladas tridimensionais existem desde o Século XVIII, mas só foram utilizadas por Alexandre Graham Bell, em 1907. Ele criou um modelo em que todas as peças possuiam as mesmas dimensões. Em 1942-43, surgiu o primeiro sistema industrializado de treliças. O sistema foi chamado MERO, sendo formado por uma esfera de aço que são conectados, por meio de parafusos, barras de seção tubular e circular.
Atualmente, as treliças evoluiram com o tempo, sendo encontradas em praticamente todas as construções. Podemos gera-las através de materiais como madeira e aço.
Nos últimos anos, a utilização de treliças cresceu em varias aplicações diferentes como, ginásios de esportes, pavilhões, hangares, palcos, pontes, etc. Ou seja, coberturas onde se precisa de um grande espaço aberto para construção. A escolha do sistema estrutural em treliça deve-se a algumas de suas características, que se resulta em vantagens estruturais e construtivas em relação aos sistemas planos convencionais.
Aplicação da Treliça em Pontes
A treliça é uma solução estrutural simples. Na teoria de projeto, os membros individuais de uma treliça simples são sujeitos somente a forças de tração e compressão e não a forças de flexão, Portanto, na maioria das vezes, as vigas de uma ponte treliçada são delgadas. As treliças são compostas de várias pequenas vigas que juntas podem suportar uma grande quantidade de peso e vencer grandes distâncias. Na maioria dos casos, o projeto, construção e erguimento de uma ponte treliçada é relativamente simples. Contudo, uma vez instaladas, as treliças ocupam uma grande quantidade de espaço em relação ás pontes de vigas, e em alguns casos podem servir de distração para os motoristas.
Método dos nós
O método dos nós é utilizado no cálculo de estruturas treliçadas para que seja possível saber as forças que agem em casa membro e como agem. Para isso, necessita-se:
Encontrar as reações de apoio, através do cálculo do momento nos pontos base, assim como a realização do somatório das forças que agem nos eixos x e y.
Identificação do tipo de requerimento em cada membro (tração ou compressão).
Averiguar o equilíbrio de todos os nós da estrutura, que se inicia pelo cálculo do nó que possua a mínima quantidade de incógnitas.
Classificação das Treliças
Tipo Pratt.
A treliça Pratt é facilmente identificada pelos seus elementos diagonais que, com exceção dos extremos, todos eles descem e apontam para o centro do vão. Exceto aqueles elementos diagonais dos meio próximos ao meio, todos os outros elementos diagonais estão sujeitos somente à tração, enquanto os elementos verticais suportam as forças de compressão. Isto contribui para que os elementos diagonais possam ser delgados, fazendo com que o projeto fique mais barato.
   
Tipo Howe.
A treliça Howe é o oposto da treliça Pratt. Os elementos diagonais estão dispostos na direção contrária do centro da ponte e suportam a força de compressão. Isso faz com que os perfis metálicos necessitem ser um pouco maiores, tornando a ponte mais cara quando construída em aço.
Tipo Warren.
A treliça Warren é talvez a mais comum quando se necessita de uma estrutura simples e contínua. Para pequenos vãos, não há a necessidade de se usar elementos verticais para amarrar a estrutura, onde em vãos maiores, elementos verticais seriam necessários para dar maior resistência. As treliças do tipo Warren são usadas para vencer vãos entre 50 e 100 metros.
Tipo Belga.
A treliça tipo belga caracteriza-se por não possuir barras verticais (montantes e pendural). Isso faz com que não haja uma barra representando o centro de simetria da treliça. Além de acarretar uma economia de matéria prima pela diminuição de barras, esse tipo de configuração exige tração de um maior número de peças. Isto permite que as peças sejam mais esbeltas (não há flambagem). A configuração belga gera economia também na quantidade de aço utilizado nas juntas, isto devido a possuir um menor número de "nós" ou ligações que as demais configurações de treliças. Esta treliça permite um melhor aproveitamento do interior da treliça, já que não possui o pendural central.
Tipo Polonesa ou Fink.
Na treliça polonesa ou Fink, vemos uma treliça cujas diagonais são tracionadas, sendo os montantes comprimidos, características análogas às da viga Pratt.