Elementos e Sistemas Estruturais 1 Aula

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Rodrigo Gustavo Delalibera Rodrigo Gustavo Delalibera –– Professor Adjunto Professor Adjunto –– [email protected]@gmail.com 1

Rodrigo Gustavo DelaliberaEngenheiro Civil - Doutor em Engenharia de Estruturas

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Sistemas Estruturais

1ª aula – Elementos e sistemas estruturais



INTRODUÇÃO

ELEMENTOS ESTRUTURAISELEMENTOS ESTRUTURAIS

A estrutura em uma construção tem como função prioritária garantir a formaespacial idealizada para a mesma assegurar sua integridade pelo período de tempoque for julgado necessário (vida útil).

Por vida útil de projeto, entende-se o período de tempo o qual se mantêmas características das estruturas, de que atendidos os requisitos de uso e manutençãoprescritos pelo projetista e pelo construtor, bem como de execução de reparosnecessários decorrentes de danos acidentais.

O conceito de vida útil aplica-se à estrutura como um todo ou às suaspartes. Dessa forma, determinadas partes das estruturas podem merecer consideraçãoespecial com valor de vida útil diferente do todo.

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INTRODUÇÃO

DEFINIÇÕES DE INTERESSEDEFINIÇÕES DE INTERESSE

As estruturas, sistemas estruturais, devem ser entendidas como disposiçõesracionais e adequadas de diversos elementos estruturais.

Classificam-se como elementos estruturais os corpos sólidos deformáveiscom capacidade de receber e de transmitir solicitações.

Os elementos estruturais podem ser divididos em três categorias:

-Elemento estrutural linear;

-Elemento estrutural de superfície;

-Elemento estrutural de volume.



INTRODUÇÃOEstruturas LinearesEstruturas Lineares

Quando duas dimensões são da mesma ordem de grandeza e bem menoresque a terceira dimensão, tem-se o elemento estrutural linear, denominado barra.

As estruturas formadas por uma ou mais barras são denominadas deestruturas lineares. Entre elas destacam-se: vigas, pilares treliças, arcos, pórticos,grelhas, etc.

Viga.

Pilar.

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INTRODUÇÃOVigasVigas

São estruturas lineares, dispostas horizontalmente ou inclinadas, com um oumais apoios.

Os principais tipos de vigas são:

- Viga em balanço;- Viga simplesmente apoiada;- Viga biengastada;- Vigas Gerber;- Vigas contínuas;- Viga balcão;- Viga coluna;- Vigas armadas;- Vigas Vierendel;- Vigas de alma cheia;- Vigas de alma vazada;- Vigas mistas aço-concreto.



INTRODUÇÃO

Viga em balanço. Viga simplesmente apoiada. Viga biengastada.

Vigas contínuas. Vigas Gerber. Vigas Balcão.

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INTRODUÇÃO

Vigas armadas.

Viga Vierendel.

Vigas de alma cheia. Vigas de alma vazada.



INTRODUÇÃO

Viga mista aço-concreto.

Exemplo: Condições de contorno.

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INTRODUÇÃOTreliçasTreliças

São estruturas lineares, constituídas por barras retas, dispostas de modo aformar painéis triangulares e solicitadas predominantemente por tração oucompressão.

Os principais tipos de treliça são:

- Viga treliçada de banzos paralelos;

- Tesoura triangular em duas águas;

- Tesoura trapezoidal em duas águas.

- Tesoura triangular em uma água;

- Tesoura trapezoidal em duas águas.



INTRODUÇÃO

Viga treliçada de banzo paralelos.

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INTRODUÇÃO

Treliça trapezoidal em duas águas.

Treliça triangular em duas águas.



INTRODUÇÃO

PilaresPilares

São barras geralmente retas, com eixo quase sempre dispostoverticalmente, em que os esforços predominante são forças normais de compressão.Quando a seção transversal for circular (cheia ou vazada), os pilares recebem tambéma denominação de “colunas”.

Pilar de centro. Pilar de canto. Pilar de extremidade.

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Pórticos planosPórticos planos

São estruturas lineares, com solicitações coplanares que, não sendoconstituídas de barra única de eixo teoricamente retilíneo, não recaem nas categoriasde viga, treliça ou pilar, nem nas categorias de arco.

Pórticos planos simples.

INTRODUÇÃO



Pórtico plano de andares múltiplos.

INTRODUÇÃOPórticos planosPórticos planos

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INTRODUÇÃO

Pórticos tridimensionaisPórticos tridimensionais

Ou pórticos espaciais, sãogeneralizações dos pórticos planos,cujas barras se dispõem em planosdiversos.

Pórtico tridimensional.



GrelhasGrelhas

São constituídas por estruturas lineares, situadas em um mesmo plano,formado por uma malha que recebem solicitações não coplanares.

INTRODUÇÃO

Grelhas (vigas que se interceptam no mesmo plano).

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Estruturas pênseisEstruturas pênseis

São estruturas lineares cujos elementos principais são constituídos porcabos.

Algumas definições:

- Fio: barra que só pode resistir a solicitações de tração segundo seu eixo;- Cabo: conjunto de fios;- Rede: estrutura linear plana, cuja barras se dispõem de modo que seus eixos sesituam em uma superfície homeomorfa do plano.

INTRODUÇÃO

Pontes pênseis.



INTRODUÇÃOArcosArcos

São barras curvas, em que os esforços solicitantes predominantes são forçasnormais de compressão, agindo simultaneamente ou não, com momentos fletores.

Arcos.

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INTRODUÇÃOEstruturas de superfícieEstruturas de superfície

As estruturas de superfície (estruturas laminares), ficam definidas quando seconhecem a sua superfície média e a lei de variação de sua espessura.

Definições importantes:-Lâmina: corpo em que uma das dimensões é muito menor do que as outras duas;

-Folha: estrutura constituída por uma ou mais lâminas;

-Folheto médio: superfície média de uma folha;

-Plano médio: folheto médio de uma folha plana;

-Chapa: folha plana sujeita a esforços apenas em seu plano médio;

-Viga-parede: chapa disposta verticalmente sobre apoios isolados;

-Placa: folha plana sujeita principalmente a esforços fora do seu plano médio;



INTRODUÇÃO-Laje: placa de material litóide;

-Casca: folha curva sujeita a esforços no seu plano;

-Membrana: casca sujeita a esforços apenas nos planos tangentes ao seu folheto médio;-Casca cilíndrica: casca cujo folheto médio é uma superfície cilíndrica;

-Abóboda: casca cilíndrica sujeita principalmente a esforços normais de compressão;

-Cúpula: casca de dupla curvatura sujeita principalmente a esforços normais decompressão;

-Folha poliédrica: folha constituída por lâminas planas;

-Folha prismática: folha poliédrica de arestas paralelas;

-Seção normal de uma folha: seção da folha resultante da sua interseção por umasuperfície gerada por retas normais ao seu folheto médio;

-Seção transversal de uma folha prismática ou cilíndrica: seção normal de uma folhaprismática ou cilíndrica, resultante de sua intersecção com o plano normal e suas arestasou geratrizes.

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INTRODUÇÃO

Placas. Chapas. Cascas.

Estruturas de superfícieEstruturas de superfície



Estruturas de volumeEstruturas de volume

São elementos estruturais comumente empregados nas fundações dasconstruções, com a finalidade de transmitir ao solo as ações da superestrutura.

Sapatas isoladas. Bloco de coroamento (bloco sobre estacas).

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