Aula 20 mecanica geral - conceitos de engenharia

Aula 20: Conceitos de engenharia

Docente: Mariana Ramos Chrusciak, M.Sc.

Universidade Federal de Roraima

Departamento de Engenharia Civil

CIV-05 – Mecânica Geral

[email protected]@gmail.com

Definição dos elementos estruturais




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A Engenharia e a Arquitetura não devem ser vistascomo duas profissões distintas, separadas, independentesuma da outra. Na verdade elas devem trabalhar comouma coisa única. Um Sistema Estrutural definido pelo conjunto deElementos Estruturais deve ter presente em suaconcepção tanto uma visão Técnica (Engenharia) comotambém uma Expressão Arquitetônica (Arquitetura).




Os elementos são:


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Lajes são estruturas laminares, onde duas dimensõessão da mesma ordem de grandeza e a terceiraacentuadamente de menor dimensão. As lajes em um Sistema Estrutural estão, na maioriadas vezes, apoiadas em vigas, podando também, emcertos casos, estarem apoiadas diretamente sobre pilares.


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Viga é uma estrutura reticular, onde uma dasdimensões é preponderante em relação às outras duas. As vigas em um Sistema Estrutural podem estarapoiadas diretamente sobre os pilares como tambémsobre outras vigas.


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O Pilar é uma estrutura reticular, onde uma dasdimensões é preponderante às outras duas. Os pilares em um Sistema Estrutural estão apoiadosnas fundações.


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A Fundação é uma estrutura tridimensionalmentemonolítica, onde as três dimensões são da mesma ordemde grandeza.


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Posicionamento dos elementos



O posicionamento dos elementos estruturais (lajes,vigas, pilares, fundações) é dado em função de cadaprojeto, em consonância com os demais projetoscomponentes de uma edificação, como por exemplo:projeto arquitetônico, projeto hidráulico, projeto elétricoetc.


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Carregamentos



Os carregamentos são as solicitações impostas a umelemento estrutural e podem ser causados de diferentesformas.


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Tipos de carregamentos



Existem 3 tipos de carregamentos:• Carregamento concentrado• Carregamento distribuído/m• Carregamento distribuído/m²


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Carregamento concentradoRepresenta uma força aplicada em um único ponto daestrutura.Pode acontecer nos seguintes elementos estruturais:lajes, vigas, pilares e fundações.Unidade: (Newton) kN, N, MN, etc.


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Carregamento concentradoExemplosSobre uma laje: um cofre no meio de uma sala:

Sobre uma viga: uma reação de outra viga


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Carregamento concentradoExemplosSobre um pilar: reação das vigas queSe apoiam no pilar:

Sobre a fundação: carga do pilar que chega nafundação


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Carregamento distribuído/mRepresenta uma força distribuída sobre uma linha daestrutura.Pode acontecer nos seguintes elementos estruturais:lajes, vigas.Unidade: kN/m


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Carregamento distribuído/mExemplos:


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Carregamento distribuído/m²Representa uma força distribuída sobre uma superfície daestrutura.Pode acontecer nos seguintes elementos estruturais: laje.Unidade: kN/m²


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Carregamento distribuído/m²Exemplos:


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Classificação dos carregamentos



Com relação ao tempo de atuação:

• Permanentes• Peso-próprio (pp)• Alvenaria (alv)• Revestimento (rev)• Cobertura (cob)• Estrutura sobre a estrutura

• Acidentais• Vento• Empuxo• Frenagem• Sobrecargas (SC)• Terremoto, neve• Cargas Móveis• Exemplos de carregamento


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Carregamentos permanentes



Peso próprioOs elementos estruturais têm o peso que deve serconsiderado na definição dos carregamentos atuantes emuma estrutura. Este peso, definido como peso-próprio éfunção do peso específico do material em questão.γ: peso específico do material (kN/m3)Peso específico (γ) de alguns materiais mais utilizados:concreto armado: 25 kN/m3

madeira: varia de 5 kN/m3 (pinho) até 10 kN/m3 (ipê)aço: 78 kN/m


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Estrutura sobre estruturaAlguns elementos estruturais podem se apoiar sobreoutros elementos sendo portanto a carga definida pelareação de um elemento estrutural sobre outro.


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Estrutura sobre estruturaTipos de reações de elementos estruturais sobre a própriaestrutura que podem ocorrer:


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Classificação dos carregamentos



Com relação ao tempo de atuação:

• Permanentes• Peso-próprio (pp)• Alvenaria (alv)• Revestimento (rev)• Cobertura (cob)• Estrutura sobre a estrutura

• Acidentais• Vento• Empuxo• Frenagem• Sobrecargas (SC)• Terremoto, neve• Cargas Móveis• Exemplos de carregamento


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Carregamentos Acidentais



Os carregamentos acidentais, ao contrário dospermanentes, nem sempre estão presentes em umSistema Estrutural.Há épocas em que eles são atuantes e há épocas em queeles não aparecem.Devido a esta sazonidade, eles devem ser consideradosdurante todo o tempo, não podendo nunca seresquecidos.


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VentoEste tipo de carregamento é considerado somente paraedificações muito altas ou edificações especiais, como porexemplo, torres, caixas d'água elevadas, galpões, etc.


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VentoEste tipo de carregamento é considerado somente paraedificações muito altas ou edificações especiais, como porexemplo, torres, caixas d'água elevadas, galpões, etc. EmpuxoEmpuxo é a força lateral proveniente da ação da água naspiscinas ou caixas d'água ou do solo nos subsolos sobre asparedes verticais.


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FrenagemObserva-se o deslocamento horizontal do viaduto com afreada, e o que este deslocamento deve ter provocadonos pilares do viaduto?!A frenagem é um dos principais carregamentos quedevem ser considerados no cálculo de pontes e viadutos,sendo logicamente função do peso do veículo. Quantomais leve o veículo menor o efeito da frenagem e quantomais pesado o veículo, maior o efeito da frenagem.


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Sobrecarga (Sc)São carregamentos dados em função da utilização dedeterminado compartimento da edificação.O efeito da sobrecarga é considerado sobre lajes sendoportanto um carregamento do tipo distribuído/m2.


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Terremoto e neveTanto o terremoto como a neve são tipos de cargaacidental que devem ser considerados. Felizmente, noBrasil, não há a necessidade da consideração deste tipode carregamento, uma vez que eles não ocorrem nemcom intensidade nem com frequência suficiente quejustifique sua consideração.


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Cargas móveisLogicamente a carga é dita móvel porque se mexe. E o quese mexe é um veículo. Portanto, a carga a ser consideradaé o peso dos veículos se deslocando sobre pontes eviadutos.O efeito da carga móvel é função do peso e da localizaçãodo veículo sobre a estrutura.


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Cargas móveisNormalmente, o peso do veículo é conhecido, sendoutilizados veículos padrões. Mas a localização do veículose modifica a cada momento, sendo necessários entãométodos especiais para a consideração deste fator,dificultando a consideração deste tipo de carga quando docálculo de pontes e viadutos.


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