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Resistncia dos Materiais
Universidade TiradentesCurso de Engenharia Civil /
ArquiteturaProfa. Fernanda Alves P. Gis
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Sumrio Aula 03
Conceitos Fundamentais; Cargas; Classificao das Estruturas;
Aplicaes; Referncias.
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Morfologia das Estruturas -Conceitos FundamentaisEstrutura o
conjunto de elementos resistentes de uma construo
Cada parte portante da construo, tambm denominada pea
estrutural, deve resistir aos esforos incidentes e transmiti-los a
outras peas, atravs dos vnculos que as unem, com a finalidade de
conduzi-los ao solo.
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Morfologia das Estruturas -Conceitos Fundamentais
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Projeto EstruturalProjetar uma estrutura significa prever a
associao de seusdiferentes elementos e componentes, de modo a
atingirobjetivos de ordem estrutural, funcional, econmica e
esttica.
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Peas que compem uma estrutura com uma ouduas dimenses
preponderantes sobre as demais.
Vigas Lajes Pilares
Alguns comportamento so dependentes desse arranjo, no influindo
o material com que so feitos os elementos.
Viga biapioada
Estrutura
Ao
Parte da construo que resiste s diversas aes e garante o
equilbrio das edificaes.
ElementosEstruturais
Sistemas Estruturais
O modo como so arranjados os elementos.
Seo Transversal I Concreto
Armado
Sistemas e Elementos Estruturais
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cada um dos elementos que formam o conjunto estrutural
Complexas
Comportamento real de uma estruturaInterpretao e Anlise
Desmembrar e analisar a estrutura com resultados
satisfatrios
Estudo Global
Difceis Impossveis
Montar modelos fsicos e matemticos Tcnica da Discretizao
Advento computadores e programas sofisticados de clculo
sem o uso daDiscretizao
Importante!Compreender
funcionamento
comportamento
Sistemas e Elementos Estruturais
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Estes recebem todas as cargas e as transmitem tambm com seu
peso, para as fundaes (no caso, blocos e estacas).
A laje de concreto (plana) suporta seu peso, os revestimentos e
mais alguma carga acidental (gua da chuva, pessoas, etc.)
As vigas recebem os esforos da laje (placa de concreto) e os
transmitem, com seu prprio peso (mais peso de parede, se houver),
para os pilares.
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Estrutura Real x Modelo Computacional
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Solues Estruturais
Proposta arquitetnica
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A estrutura um conjunto de elementos, o qual torna-se o caminho
pelo qual as foras que atuam sobre ela devem
transitar at chegar ao seu destino final, o solo.
Para transferir um conjunto de foras at o solo podemos usar
poucos ou muitos caminhos.
O caminho natural que as foras gravitacionais (peso dos objetos
e das pessoas) tendem a tomar o vertical.
Estrutura como Caminho das Foras
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A com poucos caminhos sofre um maior acmulo de foras em cada um,
obrigando-os a serem mais largos.
Estruturas como a trelia espacial de cobertura doEspao Cultural
Jos Lins do Rego (Arq. SrgioBernardes), em Joo Pessoa/PB, um
exemplode estrutura com muitos caminhos.
J o mesmo no ocorre com a estruturado Memorial Amrica Latina
(Arq. OscarNiemeyer), em So Paulo/SP, na qualvigas e pilares
transmitem a maior parteda carga ao solo.
Uma estrutura com muitos caminhos tende a t-los mais
estreitos.
As barras que constituem a trelia so bastante esbeltas,
produzindo uma leveza
tanto fsica como visual.
fcil perceber, o peso fsico e visual dessas vigas e pilares.
Estrutura como Caminho das Foras
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Solues EstruturaisQual a melhor soluo estrutural?
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funo de quem concebe a estrutura fazer com que, apesar
dehierarquizados, os requisitos sejam atendidos da forma mais
eficientepossvel.
Proposta Simples e Direta
Permite a passagem de pessoas por baixo Passagem mais ampla
possvel
Na verdade a melhor soluo estrutural no existe. Existe, sim, uma
boasoluo que resolve bem alguns pr-requisitos.
Solues EstruturaisQual a melhor soluo estrutural?
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Classificao das EstruturasEstruturas LinearesBarras e
reticulados planosGrelhas e vigas-balco
Estruturas Superficiais (folhas)ChapasPlacas e
membranasCascas
Estruturas VolumtricasBlocos
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Classificao das EstruturasEstruturas LinearesBarras e
reticulados planos
As barras se caracterizam por apresentar uma de suas dimenses
predominandosobre as outras duas.
Os reticulados planos so as estruturas formadas por uma ou mais
barras que seacham no mesmo plano de atuao das cargas externas.
Viga - formada por barras alinhadas
Arco - formado por barra cujo eixo uma curva nica
Prtico - formado por barras no alinhadas
Trelia - formada por barras dispostas de modo a formar uma rede
detringulos
Cabo a barra flexvel, sem resistncia flexoProf M.sC. Fernanda
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Classificao das EstruturasViga
Arco
Prtico
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Classificao das Estruturas
Cabo
Trelia
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Classificao das EstruturasEstruturas LinearesGrelhas e
vigas-balco
As grelhas e as vigas-balco so as estruturas formadas por barras
que se achamem um mesmo plano, no qual no agem as cargas
externas.
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Classificao das EstruturasEstruturas SuperficiaisChapasPlacas e
membranasCascasAs estruturas superficiais so caracterizadas por
apresentar duas de suasdimenses predominando sobre a terceira.
Nas chapas, as cargas esto aplicadas no mesmo plano definido
pelas dimensespredominantes da estrutura
Nas placas, as cargas esto aplicadas em um plano diferente
daquele definidopelas dimenses predominantes da estrutura
(ex.:lajes)
As membranas so placas sem resistncia flexo
As cascas so as estruturas limitadas por duas superfcies curvas,
prximas umada outra
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Classificao das Estruturas
Chapa
Placa
E
s
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u
t
u
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S
u
p
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f
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c
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Classificao das Estruturas
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Classificao das Estruturas
Membrana
Estruturas Superficiais
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Classificao das Estruturas
Casca
Estruturas Superficiais
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Classificao das EstruturasEstruturas VolumtricasBlocosAs
estruturas volumtricas, ou blocos, so caracterizadas por apresentar
as trsdimenses na mesma ordem de grandeza.
Bloco de fundao
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CargasAs estruturas funcionam como caminho dasforas para lev-las
ao solo.As foras que atuam nas edificaes precisam sermuito bem
conhecidas (intensidade, direo e sentido)para que a concepo
estrutural seja coerente com ocaminho que essas foras devem
percorrer at o solo epara que os elementos estruturais sejam
adequadamentedimensionados. [Ref. 9].
Cargas Permanentes Toda a vida til
Cargas Acidentais Eventualmente
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Cargas
Peso prprio da estrutura Peso dos revestimentos Peso das
paredes
Peso de ocupao das pessoas Peso dos mobilirios Peso de veculos
Fora do vento
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Foras que atuam nas Estruturas
Idealizao de Fora linearmente distribuda
Fora de massa
Fora de superfcie
Idealizao de foraconcentrada
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Fora proveniente de acelerao aplicada aos elementos do
corpo.
Fora de superfcie
Fora linearmente distribuda
Fora que se distribui sobre a superfcie do corpo.So causadas
pelo contato direto de um corpo
com a superfcie de outro.
Fora que, por agir sobre faixa muito estreita da superfcie do
corpo, para efeito de clculo, suposta
distribuda sobre uma linha.
Fora concentrada
Fora que, por agir sobre rea muito pequena da superfcie do
corpo, para efeito de clculo,
considerada aplicada em um ponto.
Fora de massa (ou de corpo)
Foras que atuam nas Estruturas
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Foras de Superfcie(Barragens)
Foras de Superfcie(Vento)
Foras que atuam nas Estruturas
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Foras LinearmenteDistribudas
Fora ConcentradaFora de Massa
Foras que atuam nas Estruturas
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Foras que atuam nas Estruturas Foras de Superfcie:
So uma forma de tratar cargas distribudas atuando emreas muito
pequenas em relao s dimenses daestrutura. Exemplo: roda de um
carro.
Os tipos mais comuns de cargas distribudas queocorrem na prtica
so as cargas uniformementedistribudas e as cargas triangulares
(empuxos de terrae de gua).
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Foras que atuam nas Estruturas Foras de Superfcie:
A resultante de uma carga distribuda dada pela reacompreendida
entre a linha que define estecarregamento e o eixo da barra
solicitada. O ponto deaplicao da resultante o centro de gravidade
da reareferida acima.
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Foras atuantes na EstruturaUm trem passando sobre uma ponte
umexemplo de carga mvel aplicada a umaestrutura. A fotografia da
Ponte Firth ofForth. Veja ainda o Viaduto Garabit,tambm solicitado
pela passagem de umtrem.
Um navio sendo solicitado pela ao dasondas um dos exemplos em
que no seconhece com exatido os esforos que aestrutura dever ser
capaz de suportar, enesse caso o dimensionamento daestrutura feito
com base em dadosestatsticos.
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Foras atuantes na EstruturaA fotografia ao lado da
PonteVerrazano, em Nova Iorque durante amaratona de Nova Iorque.
Nesse caso, osparticipantes da maratona so a cargaacidental que
solicita a estrutura.
Outra importante ao sobre umaestrutura a fora exercida pelo
vento.Um exemplo bastante conhecido dessetipo de solicitao a Ponte
de Tacoma,que acabou por entrar em colapso devidoa ao do vento.
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Tipos de Solicitaes
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Alguns Critrios de Projeto: EquilbrioConceber um arranjo
estrutural capaz deabsorver s solicitao externas e transmiti-las
aos elementos de apoio mantendo-se emrepouso.
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Alguns Critrios de Projeto: EstabilidadeA configurao de
equilbrio do arranjoestrutural no pode ser alteradodrasticamente na
presena das imperfeiese das aes perturbadoras.
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Alguns Critrios de Projeto: ResistnciaO material das peas
estruturais deve ser capaz de absorver o nvelde solicitao interna
gerado pela aes externas sem comprometera sua integridade
fsica.
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Alguns Critrios de Projeto: RigidezAs peas estruturais devem ser
capazes de absorver as aesexternas sem apresentar grandes
deslocamentos que comprometamsua funcionalidade.
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Alguns Critrios de Projeto: Economia
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Alguns Critrios de Projeto: Durabilidade
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Prxima Aula
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