Estruturas de membrana : dimensionamento e projeto

Abstract

As estruturas em membrana tensionada leves surgiram a partir das vulgarmente conhecidas tendas. Com a evolução de materiais e o desenvolvimento empírico, foi possível transformar e adapta-las às necessidades atuais. Para tal recorrendo aos conceitos aplicados em estruturas suspensas, foi possível analisar estruturas com cabos simples, passando para grelhas de cabos e finalmente para membranas tensionadas. Ou seja, hoje em dia graças a este conhecimento é possível conceber estruturas esbeltas, com grandes vãos e permeável à luz, estruturas estas que ainda têm a vantagem de necessitar de um número reduzido de elementos de apoio. Nas últimas duas décadas o conhecimento e a aplicação de estruturas tensionadas de membrana cresceu significativamente. Mas este crescimento ainda não foi suficiente para retirar estas estruturas da categoria de especiais, pois uma vez que é necessário utilizar técnicas de construção não tradicionais e sofisticadas durante a concepção do projeto, poucos são os que dominam o conhecimento essencial para projetar e construir este tipo de estruturas. Deste modo o presente trabalho tem como intenção, sintetizar o atual estado de conhecimento acerca do assunto de modo a compreender quais as vantagens e desvantagens da utilização de estruturas em membrana tensionada em detrimento das mais convencionais. Inicialmente são abordados aspetos gerais de estruturas de cabos e membranas, no que diz respeito a ligações, materiais e comportamento. De seguida é possível encontrar os principais regulamentos a serem considerados na base de dimensionamento, critérios de segurança e ações de projeto. O processo de análise estrutural é revisto e comentado. Por fim todo o conhecimento adquirido é utilizado para realizar um exemplo de prático de uma estrutura de membrana tensionada leve.

The tensioned light membrane structures are modeled after the common tent. The material evolution and the empiric development made it possible to transform these structures and adapt them today necessities. Applying the same concepts of sustained structures it is possible to analyze structures with simple cables passing to cable grids and finally to membranes. This means that now, thanks to this knowledge, it's possible to conceive elegant structures, with long spans and permeable to light, with the advantage of needing less support points. In the last two decades the knowledge and application of these structures increased significantly. However these structures are still considered as special structures because it is still necessary to use non-traditional construction techniques during all the construction processes and there are few people (construction companies/workers) specialized and trained to do this type of work. Therefore is research main objective is to synthesize the actual knowledge concerning these structures so it is possible understand its advantages and disadvantages comparing to conventional methods. In the beginning there is an approach to cable structures and membranes of what concerns the connection details, materials and performance. Then it is possible to find the most important regulations about design, safety criteria and loading actions. The structural analysis process is revised and commented. Finely, all the research done gives shape or results into a practical example of a tensioned light membrane structure.