Análise comparativa de métodos de calculo de Rampas Helicoidais Autoportantes

Abstract

Rampas helicoidais são estruturas muito apreciadas na arquitetura. Devido à grande procura por estruturas deste tipo os engenheiros devem analisá-las de forma cuidadosa, avaliando corretamente o desenvolvimento dos esforços envolvidos e as deformações que podem ocorrer. Neste trabalho as rampas de formato helicoidal foram analisadas por meio de diferentes métodos, de forma a avaliá-los e entender as suas diferenças quando submetidas a cargas estáticas. Foram utilizados os métodos propostos por Fuchssteiner, Scordelis, Bergman e Prudon. Também foram desenvolvidos modelos em elementos finitos de barras e de cascas por meio do programa SAP 2000. Para tal objetivo foram desenvolvidos os cálculos dos esforços internos de oito rampas idealizadas. Foram feitos também comentários a respeito do comportamento de cada esforço nas estruturas analisadas. Constatou-se por meio dos resultados que os métodos de Bergman e Prudon distanciaram-se bastante dos demais por não considerarem todos os efeitos da interação dos esforços internos que ocorrem em uma estrutura helicoidal. Os métodos propostos por Fuchssteiner e Scordelis apresentam resultados muito semelhantes aos obtidos pelo programa SAP 2000 simulando elementos de barras. Os modelos de cascas desenvolvidos também apresentaram resultados coerentes com os obtidos pelos métodos citados. _______________________________________________________________________________ ABSTRACT

Helical ramps are structures highly prized in architecture. Due to the high demand for such structures engineers must analyze them carefully, measuring correctly the forces involved and strains that can occur. In this paper helical ramps were analyzed by different methods in order to evaluate them and understand their differences. The methods proposed by Fuchssteiner, Scordelis, Bergman and Prudon were used. Models were also developed in finite element bars and shells using the program SAP 2000. For this purpose were developed the calculations of the internal forces of eight idealized ramps. There were made comments about the behavior of each individual force in the analyzed structures. It was verified by the results for the methods of Bergman and Prudon distanced themselves enough from the others because they do not consider rightly the effects of the interaction of the internal forces that occur in a helical structure. The proposed methods by Fuchssteiner Scordelis show very similar results to those obtained by SAP 2000 program simulating bar elements. The models developed with shells finite elements also showed results consistent with those obtained by the previous methods cited.