Passarelas metálicas : comparação entre estruturas de perfis abertos e fechados

Abstract

Este trabalho versa sobre a comparação, quanto ao consumo de aço, de várias passarelas metálicas, construídas com diferentes seções transversais compostas. Em vãos livres que variaram de 15 a 40 metros de comprimento, buscou-se determinar sob quais condições uma determinada seção transversal composta consumiria menos aço que as demais. Foram utilizadas ao todo quatro seções transversais, construídas a partir de perfis em L e em U. Combinou-se dois perfis L de uma maneira fechada, formando tubo, e depois combinou-se dois perfis L de uma forma aberta, formando uma seção transversal aberta; o mesmo fez-se aos perfis U, formando então as quatros seções transversais: duas seções fechadas e duas abertas. Cada uma das passarelas, construídas com estes perfis, foi dimensionada com a mesma largura, altura, gabarito vertical e carregamentos. As cargas utilizadas para os modelos comparados foram as mais recorrentes em um projeto de passarela: permanentes, devido aos materiais de construção empregados; de utilização, por parte das pessoas que transitam nos tabuleiros; carga acidental sobre o telhado e, por fim, os esforços de vento. Estas cargas foram combinadas conforme a metodologia dos Estados Limites, e delas extraiu-se as solicitações nas barras, sendo estas formadas exclusivamente por esforços normais. Calculados os perfis, utilizando as recomendações da NBR 8800/2008 referentes à esforços de tração e compressão, gerou-se tabelas e gráficos comparativos com os consumos de aço, e também de comparações em relação à deslocamentos e forças de arrasto de vento. A principal conclusão é que seções em L fechadas, são, em geral, mais econômicas, visto que possuem uma menor tendência às instabilidades ocasionadas por flambagens globais em torno de seus menores eixos de inércia. Perfis em U abertos, pelo contrário, são mais caros, pois apresentam baixos momentos de inércia de área em relação a um eixo perpendicular à suas almas. Seções tubo formadas com perfis em U também comportam-se de uma maneira satisfatória frente às instabilidades. Entretanto, por serem seções destinadas a altas capacidades portantes de carga, apresentam também altos valores de massa linear (kg/m) em seus perfis, e, portanto, quando utilizadas em barras pouco solicitadas como as de contraventamento, tendem a ser antieconômicas. Finalmente, o trabalho alerta sobre a necessidade de se estudar com cuidado as conexões dos nós, quando as passarelas apresentam barras com seções fechadas. Estas ligações ainda são de difícil execução em campo, o que pode encarecer o custo total do projeto.