Um dos símbolos de Paris e da França como um todo, além de um dos edifícios mais famosos do mundo moderno, a Torre Eiffel teve sua construção oficialmente iniciada em 1887 e concluída em 1889. A estrutura de aço da torre é composta por aproximadamente 18.000 componentes, pesando mais de 7.000 toneladas, com mais de 5.300 desenhos de projeto elaborados. Na época de sua conclusão, a Torre Eiffel tinha cerca de 300 metros de altura, o que a tornou a estrutura treliçada mais alta do mundo até 1930. A construção da Torre Eiffel representou, assim, uma grande jornada, da era das construções em madeira e pedra à era moderna do concreto armado.
Este artigo ajudará você a aprender em detalhes o que é uma estrutura treliçada, bem como as características e os tipos típicos de estruturas treliçadas em edifícios.
Introdução à estrutura treliçada:
Uma estrutura treliçada espacial é uma estrutura composta por elementos conectados em suas extremidades por juntas articuladas. Todos os elementos estão no mesmo plano e suportam principalmente forças axiais de tração ou compressão, transferindo as cargas de forma eficiente por toda a estrutura. Normalmente, esses elementos são dispostos em unidades triangulares, pois a estabilidade inerente dos triângulos garante a rigidez geral da estrutura. No entanto, outras configurações geométricas também podem ser utilizadas.
Classificação de estruturas treliçadas:
- Estrutura espacial em treliça : utilizada principalmente na construção de edifícios espaciais de grandes vãos. Ela permite a interligação das treliças para manter a tensão de um sistema de grade tridimensional completo, o que torna o sistema espacial mais resistente, permite vãos maiores e possibilita uma distribuição de carga mais eficiente. É geralmente utilizada em edifícios estruturais de grandes vãos.
- Estrutura espacial treliçada com formato especial : Trata-se de uma estrutura construtiva especial que aparece principalmente em projetos de construção que exigem grandes vãos e formatos não convencionais. Também é comum em projetos arquitetônicos, criando formas arquitetônicas únicas e efeitos estéticos singulares.
- Estrutura de treliça tubular espacial com formato especial : Possui alta flexibilidade e adaptabilidade, atendendo às necessidades de diversos espaços estruturais complexos em edifícios. A estrutura de treliça tubular espacial com formato especial proporciona maior impacto visual e beleza arquitetônica. Pode ser aplicada em edifícios de grandes vãos, viabilizando projetos sem colunas em grandes espaços e agregando valor estético à construção como um todo.
Características da estrutura treliçada:
Uma treliça espacial é capaz de suportar cargas em múltiplas direções. Ao contrário de uma treliça plana, que funciona eficazmente apenas em seu próprio plano, uma treliça espacial distribui e transfere eficientemente cargas verticais e horizontais através de seus membros. As restrições mútuas entre os membros criam um sistema espacial estável. Por exemplo, quando submetida a cargas desiguais, uma treliça plana pode sofrer flambagem por torção, enquanto uma treliça espacial resiste a essa deformação devido ao efeito de contenção de seus membros de grade tridimensional. Além disso, as treliças espaciais são tipicamente estruturas estaticamente indeterminadas, o que significa que podem manter alguma capacidade de carga mesmo que certos membros falhem ou sofram danos localizados.
Em uma treliça espacial, os elementos suportam principalmente forças axiais — sejam elas de tração ou compressão — desde que atendam aos requisitos de resistência à tração. O formato e as dimensões da seção transversal são otimizados com base na estabilidade e na capacidade de carga para evitar desperdício de material. As treliças espaciais oferecem flexibilidade no aproveitamento do espaço e podem servir a diversos propósitos funcionais. Na arquitetura, permitem a integração de tubulações de equipamentos, sistemas de ventilação e outras instalações dentro da estrutura. Além disso, as treliças espaciais podem vencer grandes vãos sem a necessidade de extensos suportes intermediários, resultando em espaços internos mais abertos e desobstruídos.
Estruturas de treliças espaciais com formatos especiais: Estas são menos regulares do que as tradicionais. São projetadas com formas geométricas para atender a funções arquitetônicas específicas e requisitos de modelagem. Por exemplo, os telhados de alguns edifícios apresentam um aspecto ondulado, com tamanhos e formatos diferentes para os picos e vales. Essa forma irregular é obtida por meio do arranjo assimétrico de hastes e conexões nodais especiais. As treliças espaciais com formatos especiais podem formar curvas e superfícies espaciais complexas, direcionar o fluxo de água da chuva, curvar-se em múltiplas direções no espaço tridimensional e criar formas como paraboloides hiperbólicos e superfícies de forma livre, conferindo ao edifício uma aparência mais dinâmica. Ao mesmo tempo, a estrutura da treliça pode ser diferenciada de acordo com as funções internas necessárias, e os espaços ondulados formados em diferentes áreas também podem proporcionar ao público uma experiência espacial diversificada.
Devido ao formato irregular da treliça espacial especial, suas condições de tensão são muito mais complexas do que as de uma treliça espacial convencional. A complexidade do formato da treliça espacial especial também afeta sua capacidade de suportar cargas horizontais.
Estrutura de treliça tubular espacial com formato especial: A estrutura de treliça tubular espacial com formato especial não se restringe à geometria convencional e permite torções livres e edifícios com grandes ângulos. Essa estrutura não é tão monótona quanto planos comuns ou superfícies curvas simples. A superfície de forma livre pode moldar o espaço com linhas suaves e designs estruturais variáveis, apresentando boa adaptabilidade espacial, ajustando-se melhor a diversas exigências arquitetônicas complexas e criando experiências espaciais ricas e variadas.
Devido ao formato irregular desta estrutura de treliça tubular espacial de formato especial, a força é relativamente complexa e a transferência de carga não é linear como em estruturas comuns. No entanto, a utilização plena dos materiais pode ser considerada desde o início do projeto, e os materiais podem desempenhar o seu papel máximo em tração e compressão através de cálculos precisos. Ao mesmo tempo, o tubo é a parte mais crítica da treliça tubular espacial de formato especial. O mesmo material pode apresentar maior resistência e rigidez do que barras maciças.
Se as exigências estéticas para o edifício forem elevadas, é necessário que a aparência do nó harmonize com a estrutura geral de formato especial, sem comprometer o efeito visual global. Por exemplo, em um edifício com estrutura tubular de formato singular, o nó pode ser ocultado ou decorado ao lado, integrando-se às conexões dos tubos.
Museu do Caranguejo Peludo do Lago Yangcheng em 2022
O Museu do Caranguejo Peludo do Lago Yangcheng está localizado na cidade de Suzhou, província de Jiangsu. Foi construído pela Suzhou Wujiang XTD Steel Structure Engineering Co., Ltd., com uma área construída de aproximadamente 4.630 metros quadrados, e possui uma estrutura espacial irregular.
Museu do Canal de Zhejiang Oriental 2023
*O Museu do Canal de Zhejiang Oriental está localizado em Shaoxing e foi construído pela Suzhou Wujiang XTD Steel Structure Engineering Co., Ltd. Trata-se de uma estrutura espacial irregular com uma área construída de aproximadamente 34.000 metros quadrados.
Exemplo arquitetônico de estrutura treliçada:
Pavilhão das Máquinas na Exposição de Paris de 1867
O Pavilhão das Máquinas da Exposição Mundial de Paris foi projetado pelos engenheiros J.B. Krantz e Eiffel e concluído em 1867. Utilizava três arcos articulados de aço com uma estrutura treliçada na seção transversal. Havia 20 desses arcos de aço, com 115 metros de largura e 420 metros de comprimento, e o espaço interior era extremamente amplo.
Ópera de Sydney, 1973
A Ópera de Sydney foi construída em 1973 pelo arquiteto Jørn Utzon. Possui um formato único, composto por três grandes conchas, feitas de componentes pré-fabricados de concreto e estruturas de treliça de aço. Localiza-se em Sydney, Austrália, e é um dos edifícios mais representativos do século XX.
Terminal do Aeroporto Internacional de São Francisco, 2000
*O edifício do terminal do Aeroporto Internacional de São Francisco foi projetado pela Skidmore, Owings & Merrill (SOM) e outras equipes colaborativas. O projeto foi concluído em 1995 e a obra finalizada em 2000. A claraboia foi construída utilizando a estrutura de treliça espacial.
