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2020-01-22

Cúpulas suspensas: Dimensionamento e avaliação do colapso progressivo

Nas últimas quase três décadas, as cúpulas suspensas tornaram-se soluções populares para a cobertura de pavilhões desportivos, estádios e pavilhões, especialmente na China e no Japão. As cúpulas suspensas são fáceis de construir e de manter e, por isso, também oferecem possibilidades de aplicação para sistemas de cúpula reticulada devido aos vãos prolongados. Ao contrário das cúpulas de cabos, não são necessários métodos de construção especiais e obtém-se uma estrutura mais económica, mais rígida e mais robusta para vãos médios e grandes. Esta estrutura espacial híbrida é composta por uma cúpula superior de camada única e um sistema tensegrítico concêntrico inferior.

Autor
Adam Nagy
Universidade
Universidade de Surrey, Reino Unido

Este projeto foca-se no dimensionamento e na resistência ao colapso de cúpulas suspensas; na primeira parte do trabalho, é apresentada uma revisão da literatura como preparação para o estudo de caso real do dimensionamento e análise do colapso progressivo da cúpula.

A revisão discute as características típicas de dimensionamento, o comportamento e os critérios de aceitação aplicáveis de cúpulas suspensas. Os aspetos de colapso progressivo também são apresentados em termos gerais e em particular para cúpulas suspensas. É realizado um dimensionamento preliminar para uma cúpula lamelar suspensa e tracionada, com 40 metros de comprimento. Está provado que a estabilidade global é um aspeto determinante do dimensionamento, que a cúpula suspensa reforçada do anel mais exterior pode falhar mesmo com uma taxa de utilização de tensões e flechas moderadas se a estabilidade não linear com a geometria imperfeita não for avaliada.

As análises de colapso progressivo da obra foram realizadas de acordo com a estratégia de limitar a extensão da rotura localizada. No caso da maioria das estruturas espaciais, incluindo cúpulas suspensas, o método do caminho de carga alternativo com a remoção da barra teórica é a abordagem mais viável. O primeiro modelo, constituído apenas por vigas (Han et al., 2015), foi considerado eficiente para localizar as configurações de barra com a remoção teórica que provavelmente estão a causar um colapso progressivo. Por outro lado, um modelo combinado de viga e casca foi considerado mais seguro e fiável para prever a estabilidade e a integridade da estrutura remanescente. Os resultados de ambas as análises foram comparados e discutidos. Foram apresentados fluxogramas dos métodos utilizados.


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