De um modo geral, as estruturas das construções são excessivamente complexas para possibilitarem um tratamento numérico global. O projeto estrutural é impraticável sem a introdução de simplificações.
Atualmente, com o desenvolvimento cada vez mais significativo dos recurso computacionais e a implementação de métodos numéricos mais poderosos, tem-se conseguido analisar a estrutura cada vez mais próxima da realidade. Pórticos espaciais e a geração de malhas por elementos finitos já é uma prática de projeto. Contudo, a introdução de simplificações ainda é um fato a perdurar por um bom tempo. Essas simplificações são de diversas naturezas e de caráter mais ou menos arbitrário, mas, com elas, o problema real, usualmente de complexidade extrema, pode ser reduzido a um conjunto de subproblemas passíveis de solução adequada.
A primeira delas já está contida na própria definição de estrutura, a distinção entre partes resistentes e partes não resistentes da construção. Isto é feito arbitrariamente. Uma alvenaria de um edifício, por exemplo, contribui para a resistência e para a estabilidade de uma construção?
O grau de dificuldade do projeto é proporcional ao aumento do tamanho da construção. Assim, para que o problema seja simplificado, e o tratamento numérico dispensado seja exequível, é preciso decompor a construção em partes, que possam se consideradas isoladamente. Essa decomposição pode ser real ou virtual. A decomposição real é obtida por meio de juntas de separação.
Essas juntas, além de simplificarem o problema - subdividindo a construção original em um conjunto de construções contíguas -, ajudam a diminuir a intensidade dos esforços decorrentes das deformações impostas à estrutura. Particularmente, atenuam os efeitos das variações de temperatura (daí o nome junta de dilatação).
Quando a construção, embora monolítica, pode ser admitida como subdividida em partes suficientemente simples para que cada uma delas possa ser tratada separadamente, e associada a um dos modelos estruturais estudados na Teoria das Estruturas (pórtico, grelha, viga, casca, placa, etc.), tem-se uma decomposição virtual.
A decomposição virtual que maior interesse apresenta é aquela na qual as diversas partes resultantes se apóiam uma sobre as outras, estando apenas uma delas apoiada no meio externo.
Em geral, a estrutura global é subdividida em famílias de elementos planos. Essa simplificação de tratamento da estrutura é denominado de análise estrutural.
Em geral, a estrutura global é subdividida em famílias de elementos planos. Essa simplificação de tratamento da estrutura é denominado de análise estrutural.
Deve-se ressaltar que o projetista de estruturas terá, sempre, limitações quanto às simplificações a serem adotadas, pois ele não poderá ignorar o comportamento real da estrutura como um todo.
A análise estrutural será tanto mais eficaz quanto mais os resultados do tratamento numérico simplificado aproximarem-se dos valores reais esperados.
A análise estrutural será tanto mais eficaz quanto mais os resultados do tratamento numérico simplificado aproximarem-se dos valores reais esperados.
A adequacidade dos elementos estruturais adotados na etapa de análise da estrutura deve ser comprovada ao se realizar a síntese estrutural, etapa indispensável do projeto, mesma que seja feita de forma simplificada. De forma geral, temos os seguintes modelos simplificados que podem ser adotados na fase de Análise Estrutural:
1) lajes + vigas contínuas + pilares + fundações
1) lajes + vigas contínuas + pilares + fundações
2) lajes + grelha de vigas + pilares + fundações
3) lajes (representadas por grelhas ou malha de elementos finitos) + grelha de vigas + pilares + fundações
4) lajes (grelhas ou malhas de E.F.s) + pórtico espacial + fundações
5) lajes (grelhas ou malhas de E.F.s) + pórtico espacial + fundações (considerando interação solo-estrutura)
Os modelos acima citados estão ordenados em escala crescente de dificuldade, mas também de precisão dos resultados e de confiabilidade. Em relação ao comportamento do material constituinte da estrutura, tem-se alguns tipos de análises. Os principais são:
a) análise linear;
Os modelos acima citados estão ordenados em escala crescente de dificuldade, mas também de precisão dos resultados e de confiabilidade. Em relação ao comportamento do material constituinte da estrutura, tem-se alguns tipos de análises. Os principais são:
a) análise linear;
b) análise linear com redistribuição;
c) análise limite
d) análise não linear
Cada uma destas análises também possui seu nível de complexidade (e de acuidade). Todas elas podem ser combinadas com os modelos simplificados da estrutura.
Cada uma destas análises também possui seu nível de complexidade (e de acuidade). Todas elas podem ser combinadas com os modelos simplificados da estrutura.
A decisão de qual modelo e qual tipo de análise física adotar é critério e responsabilidade do engenheiro estrutural.