No desenho 2, destacam-se formas estruturais mais comuns, possíveis de desenvolvimento através de treliças espaciais, e vários sistemas de suporte das mesmas. Indica-se ao lado de cada forma um vão máximo econômico sugerido pela experiência de cálculo. Nos desenho 3 são mostradas diversas aplicações e alternativas do desenho geral de treliças espaciais.

Desenho 2

Desenho 3

Desenho 3-A

O projeto da estrutura segue as seguintes etapas:

4.1 Escolha de uma configuração geral - desenho da trama das malhas.

4.2 Determinação da altura da treliça e do espaçamento entre banzos (módulo).

A relação entre vão efetivo e a altura da treliça deve ser menor ou igual a 20. Entende-se por vão efetivo a distância entre os pontos de momento fletor nulo. A relação vão efetivo/altura da malha pode ser aumentada radicalmente na medida em que se evolui de:

- estruturas planas suportadas nos cantos;

- estruturas planas perimetralmente suportadas;

- estruturas em arco;

- domos de malha singela;

- domos de malha dupla.

Assim, adiciona-se valor estrutural a treliça ao se adicionar curvatura, principalmente quando se projeta um grande vão.

O módulo e altura da malha são interdependentes. A altura é determinada em função das exigências da arquitetura, do vão e das cargas impostas. Freqüentemente, nas treliças de trama formada por quadrados se utiliza a relação 1:1,414, o que significa que as diagonais formam um ângulo de 45° com os planos das malhas, resultando em comprimento nominal igual para banzos e diagonais. Na vista projetada o ângulo apresenta uma rotação e torna-se 54,7354º.

Algumas sugestões de projeto para determinar as dimensões ótimas de módulos e alturas são as seguintes:

4.2.1 Para estruturas de pequenos vãos o módulo é mais afetado pelo tipo de revestimento e pelo efeito arquitetônico desejado do que pelas cargas de projeto.

4.2.2 À medida em que o vão cresce, é necessário que a estrutura se torne mais efetiva do ponto de vista do custo, diminuindo-se o número de nós e barras. Uma recomendação geral no sentido da seleção mais eficiente é que o lado do módulo esteja situado na faixa de 8% à 14% do vão, com exceção de casos onde estejam sendo utilizadas malhas múltiplas. Análises comparativas prévias podem conduzir a economias de peso de até 30%.

4.2.3 Outro fator que influi na decisão do espaçamento entre banzos é que os mesmos determinam a distância entre terças.

4.3 Relação comprimento - largura da treliça e sistema de suportes

O cálculo estrutural mostra para estruturas de malha quadrada que, quanto mais suportes forem projetados em torno do perímetro e quanto mais próxima do quadrado for a estrutura, mais ela trabalhará com uma ação de placa em duas direções, o que aumenta sua eficiência. Esta eficiência é determinada pela relação peso da estrutura/m2.

No desenho 4 expõe-se varias configurações para suportes. A seleção do tipo de suportes e sua locação são fatores de fundamental importância para a determinação da eficiência da estrutura e, consequentemente, de sua economia.

As estruturas ideais seriam as quadradas ou triangulares equiláteras, perimetralmente suportadas e com balanços para compensar os momentos fletores máximos.

Outro fator importante a ser considerado é o de procurar projetar suportes em árvore ou em pirâmide, que reduzem os vãos, reduzindo consequentemente os momentos e deflexões, e distribuindo os esforços cortantes, geralmente elevados, de um apoio pontual.

Desenho 4

O desenho 5 mostra os elementos básicos para criar uma treliça espacial, barras, nós, módulo e altura, bem como uma formulação para o cálculo dos ângulos projetados e verdadeiros das diagonais.

Para exemplificar consideremos a estrutura de projeção retângular, de malhas quadradas, dimensões A e B, apoiada em todo o perímetro.

As condições a serem atendidas são as seguintes:

a. A altura da treliça H deve ser maior ou igual a B/20.

b. O módulo (distância entre banzos) M deve ser tal que A/M e B/M sejam números inteiros, para ocorrer um número inteiro de quadrados nas duas direções. A economia sugere que este módulo seja no mínimo 8% do vão.

c. Para A=30,00m e B=20,00 m o módulo poderá ser 1,66 (8,3% do vão) e a altura 1,66/1,414=1,17 m. Resultam 12 módulos na direção B e 18 na direção A.

Nos casos em que a condição b supra não puder ser atendida, devem ser alteradas as dimensões ou as posições de apoios. Outro artificio é o de se utilizar uma ou mais fileiras de malha retangular para ajuste.

Desenho 5