Como saber se a estrutura e hiperestática?

Perguntado por: lsiqueira . Última atualização: 29 de maio de 2023
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Denominam-se de estruturas hiperestáticas aquelas estruturas que exigem a consideração das deformações, na determinação de suas reações de apoio e de seu estado interno de tensões.

As estruturas hipostáticas não são estáveis, não possuem equilíbrio estático, tendo por isso algum movimento (grau de liberdade) não restringido. De um modo geral, estas estruturas possuem um número de reacções de apoio inferior ao número de equações de equilíbrio estático.

O grau de hiperestaticidade é igual ao número de ligações que podem ser eliminadas de forma a que a estrutura se torne isostática, portanto, uma estrutura isostática é considerada com grau zero de hiperestaticidade.

Por fim, as estruturas hiperestáticas são aquelas em que o número de reações de apoio é maior que o número de equações de equilíbrio disponíveis, ou seja, o sistema é indeterminado.

Além das vantagens técnicas, as estruturas hiperestáticas apresentam uma estética diferenciada devido aos grandes vãos que permitem um layout otimizado. Além disso, elas não possuem consoles, o que melhora sua estética arquitetônica, segundo Leticia e Kruger.

Uma treliça isostática é formada por duas treliças simples ligadas por 3 barras não simultaneamente concorrentes ou paralelas, ou então por um nó e uma barra que não concorrem entre si.

Em mecânica estrutural, diz-se que uma estrutura é isostática quando o número de restrições (reações) é rigorosamente igual ao número de equações da estática. É, portanto, uma estrutura estável.

As estruturas podem ser classificadas em hipostáticas, isostáticas e hiperestáticas. As estruturas hipostáticas devem ser evitadas, pois não fornecem segurança adequada, já as isostáticas e as hiperestáticas apresentam segurança estrutural e diferem em outros aspectos, como, por exemplo, o custo.

Para as vigas hiperestáticas, as incógnitas (reações) são em número superior as três equações de equilíbrio da estática, sendo necessários então novos métodos para determinação dos seus esforços. Foram criados então vários métodos para o cálculo das reações de apoio e dos momentos fletores nos vãos.

A metodologia utilizada pelo Método das Forças para analisar uma estrutura hiperestática é: “somar uma série de soluções básicas que satisfazem as condições de equilíbrio, mas não satisfazem as condições de compatibilidade da estrutura origi- nal, para na superposição restabelecer as condições de compa- tibilidade.”

As estruturas hiperestáticas apresentam maior deslocamento transversal com menor rigidez.

Sendo i o grau de hiperestaticidade, i < 0, diz que o pórtico é estaticamente instável ou hipostático; i = 0, diz que o pórtico é estaticamente determinado ou isostático; i > 0, diz que o pórtico é estaticamente indeterminado ou hiperestático.

Hipostática: quando o número de restrições é menos de três. Isostática: quando o número de restrições é igual a três. Hiperestática: quando o número de restrições é maior que três. A restrição é a quantidade de reação que a estrutura possui.

Na primeira fase, será definido qual é o grau de hiperestaticidade da estrutura. Depois, aplicaremos o método das forças ou dos deslocamentos para determinação das reações e forças internas nas estruturas. Em seguida, avaliaremos a força cortante, o momento fletor e representaremos a linha de influência.

As vigas podem ser feitas de ferro, madeira ou aço, sendo este último tipo o mais recomendado. Isso porque a viga de aço é mais resistente, propriedade mais importante da estrutura, além de ter excelente durabilidade.

Diferentemente das vigas convencionais, a viga invertida possui sua parte inferior mais larga e sua parte superior mais estreita, invertendo a forma tradicional.