Patologia em estruturas lamelares
Introdução
Em geral
Uma estrutura laminar,[1] também conhecida como casca estrutural,[2][3] é um tipo de elemento estrutural que se caracteriza por ser um sólido tridimensional cuja espessura é muito pequena em comparação com suas outras dimensões e, em termos estruturais, porque resiste a cargas externas e aquelas geradas pelo seu próprio peso através de compressão e/ou tração normais e tensões tangenciais, uniformes na espessura da superfície.[4].
Sua eficiência se deve à sua curvatura, podendo apresentar grande resistência com economia de seção, material e peso. São os mais eficientes do ponto de vista estrutural,[4] permitindo grandes vãos sem apoios internos, criando assim um interior espaçoso e desobstruído.[5] Estes elementos, tipicamente curvos, podem ser combinados para compor grandes estruturas. As aplicações típicas para este tipo de estrutura incluem fuselagens de aeronaves, cascos de navios e conveses de grandes edifícios.
Embora as primeiras estruturas em concha tenham sido construídas por civilizações como a egípcia, a assíria ou a romana, o desenvolvimento das estruturas em concha modernas ocorreu a partir da década de 1920 e deveu-se ao fascínio por um novo material, o betão armado, e à necessidade de cobrir grandes vãos de forma económica. Félix Candela no México, Eduardo Torroja Miret em Espanha, Eladio Dieste no Uruguai, Franz Dischinger e Ulrich Finsterwalde") na Alemanha, Heinz Isler na Suíça, Anton Tedesko") nos Estados Unidos e Pier Luigi Nervi na Itália foram alguns dos pioneiros na construção deste tipo de estruturas.[2][6].
Comportamento estrutural
A principal diferença entre uma estrutura laminar e uma laje ou piso é que, sem tensão, a estrutura laminar apresenta curvatura enquanto a laje é plana. A tensão em uma estrutura laminar é causada principalmente por forças coplanares, mas pode haver forças secundárias resultantes de deformações por flexão. Enquanto uma laje plana atua de forma semelhante a uma viga com forças de flexão e cisalhamento, as estruturas de casca são análogas a um cabo, que resiste a cargas por meio de tensões de tração ("Tensão (mecânica)"). No entanto, a estrutura laminar ideal deve ser capaz de desenvolver tensão e compressão.[7].
Essencialmente, uma estrutura laminar pode ser obtida a partir de uma laje ou forjada de duas maneiras: deformando-a até se tornar uma superfície de curvatura simples ou dupla, ou aplicando cargas coplanares à laje de intensidade suficiente.[8].