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Cargas horizontais nas fundações
Com a análise das estruturas de edifícios através de modelos em pórticos espaciais, passou-se a observar e dar maior importância a existência das forças horizontais nas fundações. Nos modelos simplificados de cálculo, nos quais os elementos são analisados de maneira isolada, esses esforços geralmente são desprezados ou não aparecem como um resultado da análise. Nesta série de artigos, são mostradas de onde surgem as forças horizontais sobre as fundações, bem como algumas maneiras de minimizá-las, otimizando o modelo da estrutura.
- Cargas horizontais nas fundações (este artigo)
- Reduzir cargas horizontais alterando a concepção
- Reduzir cargas horizontais alterando a fundação
Cargas horizontais nas fundações
Nos casos em que a fundação é modelada com um vínculo impedido ao deslizamento (ou deslocamento horizontal), como é o caso do modelo adotado pelo Eberick, supondo que nenhuma carga horizontal é aplicada ao longo do pilar, se houver deslocamento (translação ou rotação) nos nós das extremidades dos pilares ligadas a estas fundações, existirão necessariamente forças horizontais transmitidas a elas. Estas cargas horizontais, em alguns casos, podem causar o erro D53 - Carga horizontal excessiva. No caso de vínculos deslizantes, estas forças horizontais não existem.
Para esclarecer melhor o assunto, pode-se analisar um modelo de pórtico espacial, no qual existem ligações rígidas ou semirrígidas entre as vigas e os pilares e onde a rotação dos nós é provocada pela assimetria na geometria ou na aplicação das cargas na estrutura. A amplitude destas rotações varia proporcionalmente às rigidezes relativas entre as vigas e pilares, comportando-se de forma intermediária entre um apoio e um engaste.
Em dois modelos de pórtico espacial com carregamento uniformemente distribuído é possível obter comportamentos distintos na fundação dependendo da simetria da estrutura.
Para o modelo I, que possui uma simetria entre a estrutura e a aplicação das cargas, a linha elástica assume uma configuração também simétrica em relação ao apoio intermediário. É possível perceber que o gráfico de momento fletor no apoio intermediário concorre em um único ponto, portanto não há rotação neste nó nem transferência de momento para o pilar. Assim, se o momento fletor é nulo, não existe força horizontal nesta fundação.
As maneiras para reduzir estes esforços serão abordadas nos próximos artigos da série.