08/06/2011. IF SUL Técnicas Construtivas Profa. Carol Barros. Origem das estruturas... Homem. Sobrevivência. Agua, alimentos, proteção

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1 IF SUL Técnicas Construtivas Profa. Carol Barros Origem das estruturas... Homem Sobrevivência Agua, alimentos, proteção 1

2 Abrigo e Proteção Blocos (tijolos) 2

3 Alvenaria No Egito, primerio sistema de alvenaria. Alvenaria portante de carga, onde cada bloco sustenta o que está acima formando as pirâmides. Blocos de Pedra Calcária = (cal + areia) Pórticos(viga/pilar) 3

4 Pórticos(viga/pilar) stonehenge Pórticos(viga/pilar) 4

5 Arcos Arcos 5

6 Arcos Arcos 6

7 Arcos Arcos 7

8 Cúpulas Havia sempre um anel no centro e arcos para sustentar a estrutura Avanços Tecnológicos 8

9 Edificações (pórticos) Edificações pré-moldadas (pilar/viga) em concreto ou metal. Edificações (pórticos) 9

10 Edificações (arcos) Edificações (cúpulas) 10

11 Por enquanto podemos concluir Os sistemas estruturais dependem: Disponibilidade de materiais!! Nível de conhecimento!! Forma de expressão cultural, social, econômica e religiosa das sociedades!! Sistemas atuais são os sistemas primitivos aprimorados!! CONCEITOS FUNDAMENTAIS 11

12 CONCEITOS FUNDAMENTAIS CONCEITOS FUNDAMENTAIS 12

13 CONCEITOS FUNDAMENTAIS FUNÇÃO DAS ESTRUTURAS Suporte material para o transporte de esforços. ESTRUTURA Caminho das forças. 13

14 14

15 FORÇAS EXTERNAS ATIVAS O primeiro fator a ser considerado quando da execução do projeto estrutural de uma obra são os carregamentos nela atuantes. Carregamento: qualquer influência que causa forças ou deformações em uma estrutura. FORÇAS EXTERNAS - ATIVAS As forças externas que atuam nas estruturas são denominadas cargas. 15

16 FORÇAS EXTERNAS ATIVAS CARGAS PERMANENTES CARGAS ACIDENTAIS FORÇAS EXTERNAS ATIVAS CARGAS PERMANENTES: ocorrem ao longo de toda a vida útil. Sua intensidade, direção e sentido podem ser determinados com grande precisão. Peso próprio da estrutura; Peso das paredes; Peso dos revestimentos. 16

17 FORÇAS EXTERNAS ATIVAS CARGAS PERMANENTES Exemplos: Peso específico da parede = 170Kgf/m² Peso específico do concreto = 2500Kgf/m³ FORÇAS EXTERNAS - ATIVAS CARGAS ACIDENTAIS: ocorrem eventualmente. São mais difíceis de serem determinadas com precisão. Peso das pessoas; A força de frenagem de veículos; O peso de móveis especiais; Peso do mobiliário. 17

18 FORÇAS EXTERNAS - ATIVAS CARGAS ACIDENTAIS Exemplos: NORMAS Cargas sobre pisos residenciais = 150Kgf/m² Cargas sobre pisos de lojas = 400Kgf/m² DISTRIBUIÇÃO DAS CARGAS NAS ESTRUTURAS CARGAS UNIFORMES: têm a mesma intensidade ao longo do elemento estrutural. CARGAS VARIÁVEIS: sua intensidade varia ao longo do elemento estrutural. 18

19 DISTRIBUIÇÃO DAS CARGAS NAS ESTRUTURAS CARGAS UNIFORMES DISTRIBUIÇÃO DAS CARGAS NAS ESTRUTURAS CARGAS VARIÁVEIS 19

20 DISTRIBUIÇÃO DAS CARGAS NAS ESTRUTURAS CONCENTRADO DISTRIBUÍDO/m DISTRIBUÍDO/m² DISTRIBUIÇÃO DAS CARGAS NAS ESTRUTURAS Concentrado: Representa uma força aplicada em um único ponto da estrutura. 20

21 DISTRIBUIÇÃO DAS CARGAS NAS ESTRUTURAS EXEMPLOS: Força concentrada sobre uma laje: um cofre no meio de uma sala DISTRIBUIÇÃO DAS CARGAS NAS ESTRUTURAS EXEMPLOS: Força concentrada sobre uma viga: reação de outra viga 21

22 DISTRIBUIÇÃO DAS CARGAS NAS ESTRUTURAS EXEMPLOS: Força concentrada sobre uma viga: pilar sobre uma viga DISTRIBUIÇÃO DAS CARGAS NAS ESTRUTURAS 22

23 DISTRIBUIÇÃO DAS CARGAS NAS ESTRUTURAS DISTRIBUIÇÃO DAS CARGAS NAS ESTRUTURAS 23

24 DISTRIBUIÇÃO DAS CARGAS NAS ESTRUTURAS EXEMPLOS: Força concentrada sobre uma viga: pilar sobre uma viga DISTRIBUIÇÃO DAS CARGAS NAS ESTRUTURAS 24

25 DISTRIBUIÇÃO DAS CARGAS NAS ESTRUTURAS EXEMPLOS: Força concentrada sobre um pilar: reação das vigas que se apóiam nos pilares DISTRIBUIÇÃO DAS CARGAS NAS ESTRUTURAS EXEMPLOS: Força concentrada sobre a fundação: carga do pilar que chega na fundação 25

26 DISTRIBUIÇÃO DAS CARGAS NAS ESTRUTURAS Distribuído/m: Representa uma força distribuída sobre uma linha da estrutura. DISTRIBUIÇÃO DAS CARGAS NAS ESTRUTURAS EXEMPLOS: Força distribuída/m sobre uma laje: peso de uma parede de alvenaria 26

27 DISTRIBUIÇÃO DAS CARGAS NAS ESTRUTURAS EXEMPLOS: Força distribuída/m sobre uma viga: peso de uma parede de alvenaria DISTRIBUIÇÃO DAS CARGAS NAS ESTRUTURAS 27

28 DISTRIBUIÇÃO DAS CARGAS NAS ESTRUTURAS DISTRIBUIÇÃO DAS CARGAS NAS ESTRUTURAS Força distribuída/m 28

29 DISTRIBUIÇÃO DAS CARGAS NAS ESTRUTURAS Distribuído/m²: Representa uma força distribuída sobre uma superfície da estrutura DISTRIBUIÇÃO DAS CARGAS NAS ESTRUTURAS EXEMPLOS: Força distribuída/m² sobre uma laje: peso das pessoas 29

30 ESFORÇOS INTERNOS Esforço Normal: Ocorre quando a resultante das forças é perpendicular à seção transversal TRAÇÃO OU COMPRESSÃO ESFORÇOS INTERNOS TRAÇÃO : Ocorre quando há duas forças na mesma direção, puxando em sentidos opostos. 30

31 ESFORÇOS INTERNOS ESFORÇOS INTERNOS TRAÇÃO 31

32 ESFORÇOS INTERNOS COMPRESSÃO : Ocorre quando há duas forças na mesma direção empurrando em sentidos opostos ESFORÇOS INTERNOS 32

33 ESFORÇOS INTERNOS COMPRESSÃO ESFORÇOS INTERNOS Convenção de sinais Compressão Tração 33

34 ESFORÇOS INTERNOS Momento Fletor : Ocorre quando há carregamento transversal entre os apoios. Tendência ao encurvamento. ESFORÇOS INTERNOS Momento Fletor 34

35 ESFORÇOS INTERNOS Momento Fletor ESFORÇOS INTERNOS Momento Torçor : Ocorre quando há giro nas extremidades em direções opostas 35

36 ESFORÇOS INTERNOS Momento torçor ESFORÇOS INTERNOS Esforço Cortante : Ocorre quando há o escorregamento entre seções paralelas devido à forças paralelas. 36

37 ESFORÇOS INTERNOS CISALHAMENTO EXEMPLOS 37

38 EXEMPLOS EXEMPLOS 38

39 EXEMPLOS EXEMPLOS 39

40 DEFINIÇÃO DE ESTRUTURAS ELEMENTOS 40

41 Elementos ESTRUTURA COMO CAMINHO DAS FORÇAS ESTRUTURA : Conjunto de elementos que torna-se o caminho pelo qual as forças devam transitar até chegar ao seu destino final, o solo. 41

42 Função da Estrutura????? Propiciar um caminho seguro e adequado para as cargas atuantes até a fundação!!!! Principais Requisitos de uma Estrutura?? Segurança Estética Economia Durabilidade Funcionalidade... 42

43 QUAL A MELHOR SOLUÇÃO ESTRUTURAL?? Aquela que melhor atender a determinados pré-requisitos!! Estéticos Construtivos Funcionais Econômicos... CONCEBER A ESTRUTURA??? É compreender qual(is) sistema(s) e material(is) é o mais adequado a resistir e conduzir as cargas ao solo! 43

44 A FORMA E A ESTRUTURA A FORMA E A ESTRUTURA CONCEBER Compreender, entender e ser capaz de explicar a estrutura. DIMENSIONAR Calcular, quantificar para que a estrutura seja capaz de suportar as condições de trabalho às quais estará submetida. 44

45 CONCEPÇÃO ESTRUTURAL INTRODUÇÃO A Concepção Estrutural consiste na escolha do sistema estrutural e no arranjo dos elementos que o constituem. Sistemas Estruturais: Alvenaria Estrutural, Estrutura Metálica em Aço, Concreto Pré-moldado e Concreto Moldado no Local, com os pavimentos podendo ser em Laje Maciça com Vigas, Laje Nervurada e Laje sem Vigas etc. Programas de cálculo não fazem a Concepção Estrutural. Trabalho conjunto dos profissionais envolvidos. CONCEPÇÃO ESTRUTURAL CLASSIFICAÇÃO DOS ELEMENTOS 45

46 VIGAS CONCEPÇÃO ESTRUTURAL FUNÇÃO DOS ELEMENTOS apoio para as lajes ou outras vigas e paredes. elementos de transição >>>>>> recebem cargas concentradas de pilares. travar elementos de fundação. VIGAS P1 CONCEPÇÃO ESTRUTURAL FUNÇÃO DOS ELEMENTOS P2 P3 VIGA DE TRANSIÇÃO 46

47 CONCEPÇÃO ESTRUTURAL FUNÇÃO DOS ELEMENTOS VIGAS PILARES CONCEPÇÃO ESTRUTURAL - receber os esforços provenientes de vigas e lajes e transmiti-los aos elementos de fundação. - vigas e pilares formam FUNÇÃO DOS ELEMENTOS P1 VC P2 P3 P4 VTi pórticos que resistem às ações horizontais - Estabilidade Global do Edifício VTi VTi VTi 47

48 LAJES CONCEPÇÃO ESTRUTURAL FUNÇÃO DOS ELEMENTOS receber as ações verticais permanentes ou acidentais atuantes nos pavimentos e coberturas. transferência das forças horizontais para os elementos de contraventamento (pórticos e núcleos resistentes), mediante esforços atuando no plano do pavimento Efeito Diafragma. elemento de fundação direta Radier CONCEPÇÃO ESTRUTURAL FUNÇÃO DOS ELEMENTOS LAJES: Radier da Torre Norte do Centro Empresarial Nações Unidas, em São Paulo. 48

49 CONCEPÇÃO ESTRUTURAL FUNÇÃO DOS ELEMENTOS PAREDES ESTRUTURAIS estruturas laminares planas verticais apoiadas de modo contínuo em toda a sua base, sendo que o comprimento da seção transversal é maior do que cinco vezes a largura. cortinas de edifícios de concreto armado apoiadas sobre sapatas corridas. paredes de reservatórios que estão em contato com o solo. CONCEPÇÃO ESTRUTURAL FUNÇÃO DOS ELEMENTOS PAREDES ESTRUTURAIS pilar-parede é um exemplo de parede estrutural, sendo calculado como pilar mas com disposições particulares relativas às paredes. usado como núcleo enrijecedor do edifício Estabilidade Global do Edifício. 49

50 CONCEPÇÃO ESTRUTURAL FUNÇÃO DOS ELEMENTOS CONCEPÇÃO ESTRUTURAL FUNÇÃO DOS ELEMENTOS 50

51 CONCEPÇÃO ESTRUTURAL FUNÇÃO DOS ELEMENTOS VIGAS-PAREDE: estruturas laminares planas verticais apoiadas isoladamente (blocos de fundação, sapatas ou pilares), com altura total no mínimo igual a metade do comprimento do vão para vigas-parede de um tramo simplesmente apoiado. exemplo de vigas-parede são as paredes de reservatórios. vigas-parede vigas vigas de grande altura. CONCEPÇÃO ESTRUTURAL FUNÇÃO DOS ELEMENTOS CASCAS estruturas laminares não planas, resistentes pela forma e não pela massa. exemplos de cascas são: reservatórios com grande capacidade de armazenamento, silos, coberturas de grandes vãos e até mesmo barragens de usinas hidrelétricas. 51

52 CONCEPÇÃO ESTRUTURAL FUNÇÃO DOS ELEMENTOS CASCAS: Reservatórios com cobertura em casca. CONCEPÇÃO ESTRUTURAL FUNÇÃO DOS ELEMENTOS CASCAS: Reservatórios com cobertura em casca. 52

53 CONCEPÇÃO ESTRUTURAL FUNÇÃO DOS ELEMENTOS CASCAS: Reservatórios com cobertura em casca. CONCEPÇÃO ESTRUTURAL FUNÇÃO DOS ELEMENTOS CASCAS: Reservatórios com cobertura em casca. 53

54 CONCEPÇÃO ESTRUTURAL FUNÇÃO DOS ELEMENTOS CONSOLOS: elementos estruturais que se projetam de pilares ou paredes para servir de apoio para outras partes da estrutura ou para cargas de utilização. CONCEPÇÃO ESTRUTURAL FUNÇÃO DOS ELEMENTOS 54

55 CONCEPÇÃO ESTRUTURAL FUNÇÃO DOS ELEMENTOS ESCADAS: elementos compostos por outros elementos estruturais (lances formados por lajes que, por sua vez, se apóiam nas vigas posicionadas nas extremidades das escadas. elemento de passagem entre níveis diferentes. ESCADAS: CONCEPÇÃO ESTRUTURAL FUNÇÃO DOS ELEMENTOS 55

56 CONCEPÇÃO ESTRUTURAL FUNÇÃO DOS ELEMENTOS MUROS DE ARRIMO estruturas de contenção de terrenos e, portanto, estão submetidos a empuxo de terra. atentar para a possibilidade de saturação do terreno que irá aumentar a ação horizontal sistema de drenagem. CONCEPÇÃO ESTRUTURAL FUNÇÃO DOS ELEMENTOS 56

57 CONCEPÇÃO ESTRUTURAL FUNÇÃO DOS ELEMENTOS 57

1.8 Desenvolvimento da estrutura de edifícios 48

1.8 Desenvolvimento da estrutura de edifícios 48 Sumário Capítulo 1 Desenvolvimento histórico de materiais, elementos e sistemas estruturais em alvenaria 23 1.1 História dos materiais da alvenaria 24 1.2 Pedra 24 1.3 Tijolos cerâmicos 26 1.4 Blocos sílico-calcários

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