MORFOLOGIA DAS ESTRUTURAS

Transcrição

1 I - ESTRUTURAS RESISTENTES MORFOLOGIA DAS ESTRUTURAS É um conjunto de elementos ligados entre si que tem a finalidade de suportar cargas e transferi-las ao solo. Os esforços externos ativos ou cargas que solicitam a estrutura despertam outros esforços internos e externos, devendo os elementos estruturais possuir vínculação tal que fique garantido o equilíbrio interior e o do conjunto. II - EQUILÍBRIO EXTERNO Se um corpo rígido está submetido à um sistema de cargas ativas devendo o mesmo permanecer em equilíbrio estático, então em seus vínculos devem surgir reações capazes de satisfazer as equações fundamentais da estática. Este sistema de forças ativas e reativas constitui-se nas cargas externas atuantes. As forças ativas são a razão de ser da estrutura e são avaliadas com o auxílio de normas, tabelas e catálogos sempre na sua situação mais desfavorável. As forças reativas são calculadas em função das ativas aplicando-se as condições de equilíbrio estático: F x = 0 F y = 0 F x = 0 III - EQUILÍBRIO INTERNO O fato de os esforços externos se anularem para manter o equilíbrio de um corpo, mesmo não tendo a Mesma reta suporte, pressupõe que as forças transitam no interior do corpo sendo transmitidas de seção à seção. Estes esforços são chamados de Solicitações Internas e nos casos mais simples de cargas contidas por um plano são elas: N- Esforço Normal Q Esfoço Cortante M Momento Fletor Esta classificação foi feita em função do tipo de deformação que cada solicitação provoca, com a finalidade de simplificar as nossas análises.

2 III.A. ESFORÇO NORMAL (N) É o esforço desenvolvido pelo corpo na direção do seu eixo longitudinal. Quando submetido ao esforço normal o elemento estrutural sofre alongamentos ou encurtamentos. Observe-se que as fibras longitudinais originalmente paralelas entre si permanecem paralelas após a deformação. Tração axial (alongamento) Compressão axial (encurtamento) III.B. ESFORÇO CORTANTE (Q) É todo esforço que surge sobre o plano das seções transversais que constituem este corpo. Quando submetido ao esforço de corte há o deslizamento relativo de uma secção em relação a outra, também chamado de cisalhamento. cisalhamento

3 III.C. MOMENTO FLETOR (M) O Momento fletor é a responsável pela tendência de giro da seção transversal em torno de um eixo baricentrico contido em seu plano. Como o momento pode ser substituido por um binário pode-se observar uma tendência de alongamento em uma das partes de seção e encurtamento em outra. IV. PARTES COMPONENTES DE UMA ESTRUTURA RESISTENTE A classificação dos elementos que compõem uma estrutura é feita em relação a sua geometria e ao carregamento ao qual vai ser submetida. IV.A. ESTRUTURAS LINEARES OU DE BARRAS Estruturas lineares são aquelas em que uma das dimensões (comprimento) é muito maior do que as outras duas (medidas da seção transversal). A representação estrutural é feita pelo eixo longitudinal, que é a linha que une o centro de gravidade de todas as seções transversais.

4 1.a. Retas Uma estrutura linear é reta quando o seu eixo longitudinal é retilíneo. OBS: Nas peças comprimidas pode aparecer o fenômeno da flambagem que é uma instabilidade elasto-geométrica do sistema, que será estudada à parte. 1.b. Curvas São aquelas cujo eixo longitudinal é uma curva (esforços de corte,tração, compressão e flexão) Ex: arcos

5 1.c. Estruturas Compostas São aquelas formadas por elementos de barra

6 1.d. Tipos de seção transversal As estruturas de barra (ou lineares) podem apresentar formas diversas para a sua seção transversal. Exemplo: Perfilados (usados em materiais bastante resistentes ex: aço) OBS : Os perfis metálicos são de dois tipos: perfis laminados e perfis de chapas dobradas. Os primeiros são padronizados e mais pesados e os segundos devem ter as suas dimensões estabelecidas pelo calculista.

7 A.2.ESTRUTURAS LAMINARES, BIDIMENSIONAIS OU DE SUPERFÍCIE São aquelas em que duas dimensões (plano médio) são muito maiores do que a terceira (espessura). a x b - plano médio e - espessura A sua representação estrutural é feita pela superfície média. 2.a. Chapas São estrutura em que a superfície média forma um único plano, e as cargas atuam segundo este plano. Ex: paredes (compressão)

8 2.b. Placas São estruturas em que a superfície média forma um único plano e as cargas atuam perpendiculares a este plano. Ex: laje de entrepiso (flexão) 2.c. Cascas São estruturas em que a superfície média não é formada por um único plano. Podem ser: POLIÉDRICAS : formada pela intersecção de vários planos ( esforços normais, flexão e corte)

9 CURVAS : Superfície média é uma curva ( esforço normal e flexão) 2.d. Membranas São estruturas laminares em que a superfície média é curva e sua espessura muito reduzida em presença das demais dimensões. Seus esforços internos são distintos das cascas curvas. Devido à sua pequena espessura e grande flexibilidade suportam apenas esforços normais (não possuem resistencia à flexão). Ex: Reservarório de gás

10 3. ESTRUTURAS TRIDIMENSIONAIS OU DE VOLUME São estruturas em que as três dimensões tem a mesma ordem de grandeza. Ex: blocos de fundações, sapatas, etc. A sua representação estrutural é feita pelos planos que a compõem podendo ou não serem desdobrados em vistas.

11