Análise de resistência e instabilidade de cúpulas metálicas

Abstract

Estruturas em aço permitem vencer grandes vãos por meio de estruturas mais leves e econômicas. Cúpulas são um exemplo de estruturas que são utilizadas como coberturas que podem ser feitas utilizando o material aço. Este trabalho consiste na comparação de seis modelos de cúpulas metálicas, variando a relação f/d = 1/5 até f/d = 1/10, para, assim, analisar quais são as forças máximas normais e os momentos fletores máximos encontrados de acordo com o abatimento das cúpulas. Com auxílio da NBR 6123:1988, é possível determinar as linhas isobáricas para cada altura de cúpula estudada e desta forma encontrar as ações do vento em cada modelo. Uma vez determinada a ação do vento, sabendo-se as cargas de peso próprio e sobrecarga decorrente de uso para cada modelo e colocando-se terças devidamente espaçadas, com auxílio dos programas SAP2000 e VisualMetal, é possível determinar os perfis adequados para suportar os esforços solicitantes das estruturas. Com os perfis adequadamente calculados, é verificado o consumo de aço para os elementos específicos, assim como para a cúpula de forma geral. Dessa forma, é estudada a estabilidade das cúpulas para definir se é necessário haver um aumento da seção transversal destes perfis, observando o valor da carga crítica de flambagem de primeira ordem. Verificada a necessidade de aumento dos perfis metálicos, são calculados os novos pesos finais das cúpulas. Ainda neste trabalho, é analisado qual seria o modelo de cúpula mais estável com as combinações de forças que atuam nestas. Os cálculos utilizados neste projeto foram realizados através da análise elástica.