Comportamento estrutural de uma cúpula

 

      Os maiores telhados do mundo. As cúpulas são monumentos que, devido a sua grandiosidade, chegam a caracterizar uma cidade, podendo ser vistos a quilômetros de distância.     

Estrutura de uma cúpula
Estrutura da cúpula
Salvadori, Mario. Why Buildings Stand Up. WW Norton & Company. New York, 1990.     

      Frutos de uma era, o Renascimento, onde a arquitetura, a pintura e todo o meio artístico buscavam criar uma atmosfera única e triunfante, as cúpulas apareceram como a única construção humana que representava o céu e, devido a toda essa grandiosidade, as mesma se pareciam proteger os homens.       

      Do ponto de vista estrutural, as cúpulas apareciam suportadas pelos cruzeiros das igrejas ou diretamente pelo solo e transferiam aos mesmos seu peso próprio, a pressão e sucção dos ventos e, em algumas regiões, toda carga gerada pela cobertura de neve formada.

      A transferência de todas essas cargas era feita através de estruturas internas da cúpula, algumas seções verticais, os chamados meridianos. Estes meridianos, sob a forma de arcos funcionavam basicamente resistindo a esforços de compressão sendo assim constituídos por materiais resistentes a esses tipo de esforços como pedra, tijolos e concreto. Esses arcos com forte tendência a abertura em suas bases, eram resistidos por outras estruturas internas, os chamados paralelos (vide figura). Os paralelos, sob a forma de anéis ainda eram reforçados por correntes de madeira ou ferro as quais funcionavam resistindo a tração gerada pela abertura da estrutura.

Deformações
Deformada da cúpula

      Resistindo aos esforços já mencionados, a estrutura tende a abaixar em sua parte superior e abrir em sua parte inferior (como mostra a figura). Neste movimento os paralelos superiores resistem a forças de compressão, causando a diminuição de seus raios e, na parte inferior, os paralelos resistem a forças de tração, causando aumento de seus raios.

Esforços
Esforços na cúpula

      A deformação causada devido a esforços de tração e compressão se torna praticamente imperceptível em uma vista externa da cúpula pois, se comparadas a deformações causadas por flexões, se tornam desprezíveis.

      Desta forma a estrutura da cúpula gerada pela união de arcos ao longo das seções verticais junto aos paralelos formam uma estrutura monolítica, possibilitando uma menor espessura e a formação de uma sólida superfície.