Tomo I - Capítulo VI - Vínculos

As reações vinculares estão associadas à restrição de liberdade de movimento entre elementos estruturais, formando o que se denomina vínculo

Graus de liberdade e restrições de movimento

No contexto das estruturas arquitetônicas, forças atuantes sobre elas buscam "caminhos" para, partindo do ponto de suas aplicações, serem transmitidas pelo material até o lugar onde sejam dissipadas. Esses caminhos se confundem com a própria forma coincidente com o arcabouço rígido que mantém a característica do espaço arquitetural. Talvez por esta razão, é comum se definir a estrutura arquitetônica como um sistema (ou subsistema) rígido pelo qual são transmitidas as forças atuantes até que sejam dissipadas, geralmente no substrato lhe serve de base física.

A viagem das forças pelos sistemas estruturais, tidos como rígidos por causa de suas composições materiais em associação com sua geometria, na verdade vem a causar deformações; umas são visíveis a olho nu, outras só perceptíveis por meio de instrumentos de medição ou dedutíveis com base em modelos matemáticos.

Além de haver transmissão interna de forças por meio do contato molecular, o que ocorre em cada elemento estrutural, outra forma de transmissão de forças num sistema estrutural se dará por meio dos vínculos. São condições de ligação, o liame entre duas ou mais parte que compõem um sistema. No caso das estruturas arquitetônicas, pode significar objetos físicos ou elementos representativos de condições modelares que fazem as conexões entre partes dessas estruturas. Essa ideia de vínculos, embora tridimensional, enseja que sejam analisados segundo cada um dos três planos cartesianos que os projetam no espaço: "xy", "xz" e "yz".

Modelo de viga bi-apoiada:
à esquerda, articulação móvel;
à direita, articulação fixa.

Em cada plano cartesiano, um sistema de estrutura arquitetônica deverá permanecer em estado de repouso. Para tanto, o somatório de todas as forças atuantes, internas e externas, deverá ser nulo. Portanto, em cada um dos planos, cada vínculo deverá restringir um elemento estrutural analisado em até três graus de liberdade: de trasladar na direção de qualquer componente horizontal, de trasladar na direção de qualquer componente vertical e de girar em relação a um ponto fixo comum entre o plano onde esteja representado e uma reta perpendicular a este. Com isto qualquer resultante de forças atuantes, em conjunto com as reações, tenderá a evitar que o sistema traslade nas direções horizontal ou vertical, e gire por causa de eventual momento (produto de uma força atuante à distância de um ponto de apoio ( ).

Articulação fixa

Os vínculos, em cada um dos três plano cartesiano, deverá impedir que a estrutura ou seus elementos que venham a trasladar na horizontal ou na vertical ou a girar ao redor de um eixo perpendicular ao plano que a contém. São três os vínculos característicos das estruturas arquitetônicas: a articulação móvel, eventualmente chamada “rótula”, que transmite reação ortogonal à linha de força e restringe um dos três possíveis graus de liberdade no plano; a articulação fixa, que transmite reação ortogonal e outra paralela à linha de força, restringindo dois dos três possíveis graus de liberdade; finalmente o engaste, que transmite um momento, uma reação ortogonal e outra paralela à linha de força e restringe, no plano, todos os três graus de liberdade possíveis.

Articulação móvel

Estrutura hipostática ou falsa estrutura é aquela cujo número de vínculos não alcance o mínimo necessário para garantir-lhe a estabilidade estática, três em cada plano cartesiano. Este tipo de estrutura (falsa) na realidade se configura num mecanismo. A estrutura chamada isostática ou estaticamente determinada é a que apresenta tão somente as três restrições fundamentais de liberdade em cada um dos planos cartesianos. A estrutura hiperestática ou estaticamente indeterminada apresenta número de restrição de liberdade além dos três graus mínimos.