Se você parar para analisar, onde podemos encontrar construções em arco?
Igrejas, monumentos, castelos, pontes, aquedutos, passagens subterrâneas, etc.
A maior utilização de arcos está diretamente associada a antigas construções.
E por que construir em arco?
Esse tipo de estrutura reage internamente com a predominância de esforços de compressão. Isso torna viável a obtenção de vãos construtivos com a utilização de materiais de baixa resistência à tração.
Antes do desenvolvimento da indústria do aço, predominavam as construções em arco, pois os materiais disponíveis eram de origem granular ou rochosa, que resistem bem aos esforços de compressão (e mal aos esforços de tração).
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A seguir, relacionamos 3 curiosidades sobre arcos e materiais granulares/rochosos:
1 – A PEDRA CHAVE
Dá-se o nome de Aduela aos blocos que constituem o arco. A chave, também conhecida como pedra angular, é a aduela central de um arco. É comum ser de maiores dimensões que as demais aduelas.
A chave, tal como as aduelas, sustenta-se devido à forma destas peças, já que as suas faces laterais, cortadas em ângulo, transmitem lateralmente as tensões, conseguindo um equilíbrio por compressão, e evitando que o conjunto se desmorone sob carga vertical.
A última peça que se coloca na construção de um arco é a chave. Enquanto este elemento não for colocado, é necessário escorar as aduelas, uma vez que a estrutura ainda se encontra instável.
2 – CONSTRUÇÃO DE TÚNEIS
O corte de solo/rocha realizado quando se deseja adentrar a região para a construção de túneis e passagens, como o leitor já deve ter deduzido, deve ser feito em arco.
Isso se deve ao fato já citado anteriormente: os materiais granulares / rochosos resistem bem à compressão, e mal à tração.
Dessa forma, o corte a ser realizado deverá promover os esforços axiais compatíveis com a natureza dos solos e das rochas, de modo a evitar desmoronamentos.
3 – O SURGIMENTO DOS ESFORÇOS DE TRAÇÃO
Segundo a teoria da resistência dos materiais, sabe-se que para uma peça que sofre flexão, os esforços são maiores em pontos mais distantes da linha neutra. Esse esforço também é função do momento de inércia da peça.
A função apontada na figura acima determina as tensões máximas causadas devido ao momento fletor:
(Momento fletor) x (Distancia da linha neutra até o topo ou base da seção) / (Momento de Inércia da Peça).
O momento de inércia (M.I) de uma peça é diretamente proporcional à altura a ser flexionada. Por exemplo, para peças retangulares, temos que o M.I. é dado pela expressão: largura x altura³ / 12.
Percebe-se então, que para construir com materiais que resistem mal à tração, devem ser considerados dois parâmetros:
1 – Promover um arranjo das peças de modo que os esforços de compressão predominem, como é o caso dos arcos;
2 – Quanto mais altura tiverem as peças utilizadas, menores serão os esforços de tração causados pelo momento fletor (devido à majoração do momento de inércia). Por esse motivo, geralmente as construções em arco são bem robustas.
Fonte das Imagens: Galerias públicas do Google.
(Escrito por Cícero Batista Junior)
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