ESTRUTURAS METÁLICAS 2 Sistemas Estruturais

Transcrição

1 PUC Pontifícia Universidade Católica de Goiás Departamento de Engenharia Civil ESTRUTURAS METÁLICAS 2 Sistemas Estruturais Professor Juliano Geraldo Ribeiro Neto, MSc. Goiânia,2016.

2 2.1 ELEMENTOS ESTRUTURAIS Principais elementos estruturais metálicos são: Elementos lineares alongados (hastes ou barras) Elementos bidimensionais/planos (placas ou chapas)

3 2.1 ELEMENTOS ESTRUTURAIS Hastes Formam elementos alongados cujas dimensões transversais são pequenas em relação ao comprimento. Tirante (tração axial) Colunas ou escoras (compressão axial) Vigas (carga transversal = M+V) Eixos (torção)

4 2.1 ELEMENTOS ESTRUTURAIS Hastes Nas situações práticas, os elementos estão sob ação de solicitações combinadas: Esforços de tração e compressão atuam com excentricidade em relação ao eixo da peça (solicitação de flexotração e flexocompressão); Nas hastes comprimidas o efeito de segunda ordem altera a geometria inicial, podendo conduzir a ruptura por flabagem; Nas vigas (M+V) são muitas vezes combinadas com solicitação de torção (flexotorção).

5 2.1 ELEMENTOS ESTRUTURAIS Placas Elementos de relação e/l muito pequeno;

6 2.1 ELEMENTOS ESTRUTURAIS Placas Elementos de relação e/l muito pequeno; Podem ser usadas isoladamente ; Ou como elemento constituinte de sistemas planos ou espaciais.

7 2.2 SISTEMAS PLANOS São formados pela combinação dos principais elementos lineares (tirantes, colunas e vigas); Constituem as estruturas portantes das construções civis.

8 2.2 SISTEMAS PLANOS Treliças Utilizada tipicamente em coberturas (edifícios industriais e galpões) As hastes trabalham predominantemente à tração ou compressão simples Modelo teórico considera nós rotulados Mas na prática os nós são rígidos (introduzem momentos fletores)

9 2.2 SISTEMAS PLANOS Tipos de treliça

10 2.2 SISTEMAS PLANOS Treliça

11 2.2 SISTEMAS PLANOS Treliça

12 2.2 SISTEMAS PLANOS Treliça

13 2.2 SISTEMAS PLANOS Grelha plana Formada por dois feixes de vigas (ortogonais ou oblíquas) Suportam cargas atuando na direção perpendicular ao plano da grelha

14 2.2 SISTEMAS PLANOS Grelha plana Formada por dois feixes de vigas (ortogonais ou oblíquas) Suportam cargas atuando na direção perpendicular ao plano da grelha Usadas em pisos de edifícios e superestruturas de pontes

15 2.2 SISTEMAS PLANOS Grelha plana

16 2.2 SISTEMAS PLANOS Grelha plana

17 2.3 SISTEMAS APORTICADOS Pórticos Planos Também denominados quadros Formados por associação de hastes retilíneas ou curvilíneas com ligações rígidas entre si.

18 2.3 SISTEMAS APORTICADOS Comportamento das ligações Funcionamento do sistema estrutural metálico depende essencialmente do comportamento das ligações

19 2.3 SISTEMAS APORTICADOS Comportamento das ligações

20 2.3 SISTEMAS APORTICADOS Comportamento das ligações

21 2.3 SISTEMAS APORTICADOS Estruturas Aporticadas Esquema estrutural composto por associações de pórticos, depende do tipo de detalhe de ligação viga-pilar. Pórtico com ligações rígidas Estrutura contraventada com ligações flexíveis

22 2.3 SISTEMAS APORTICADOS Tipos de estruturas aporticadas

23 2.3 SISTEMAS APORTICADOS Tipos de estruturas aporticadas

24 2.3 SISTEMAS APORTICADOS Tipos de estruturas aporticadas

25 2.3 SISTEMAS APORTICADOS Tipos de estruturas aporticadas

26 2.3 SISTEMAS APORTICADOS Tipos de estruturas aporticadas

27 2.4 SISTEMAS ESPACIAIS Estruturas Espaciais Utilizadas em coberturas que necessitam de grandes áreas livres: ginásios, hangares, centros de exposições e edifícios industriais. Vantagens: Grande rigidez (baixo consumo de aço) Facilidade de fixação das instalações, devido ao grande número de nós Liberdade arquitetônica na locação de apoios Possibilidade de explorar diversas formar arquitetônicas Fácil montagem e desmontagem

28 2.4 SISTEMAS ESPACIAIS Estruturas Espaciais

29 2.4 SISTEMAS ESPACIAIS Estruturas Espaciais

30 2.4 SISTEMAS ESPACIAIS Estruturas Espaciais

31 2.4 SISTEMAS ESPACIAIS Estruturas Espaciais

32 2.4 SISTEMAS ESPACIAIS Estruturas Espaciais

33 2.5 SISTEMAS MISTOS Vigas Mistas Utilização de vigas mistas em sistemas de pisos de edificações Ganho de resistência pelo comportamento em conjunto da viga de aço com laje de concreto Maior rigidez (menores deflexões) Diminuição do consumo de aço (economia)

34 2.5 SISTEMAS MISTOS Vigas Mistas

35 2.5 SISTEMAS MISTOS Pilares Mistas Dos tipos usuais de pilares mistos pode-se citar: perfil I de aço totalmente revestido por concreto perfil I de aço parcialmente envolvido por concreto tubo de aço com seção circular, retangular ou octogonal preenchido por concreto

36 2.5 SISTEMAS MISTOS Pilares Mistas Vantagens: resistência adicional aos esforços de compressão; redução das seções, com menores custos de pintura; diminuição do peso próprio da estrutura e aumento da área útil dos pavimentos; maior ductibilidade e resistência sísmica; melhor proteção contra o fogo.

37 2.5 SISTEMAS MISTOS Pilares Mistas

38 2.5 SISTEMAS MISTOS Pilares Mistas

39 2.5 SISTEMAS MISTOS Pilares Mistas

40 2.6 GALPÕES INDUSTRIAIS Duas águas em perfil I

41 2.6 GALPÕES INDUSTRIAIS Duas águas em treliça trapezoidal

42 2.6 GALPÕES INDUSTRIAIS Cobertura em Shed

43 2.6 GALPÕES INDUSTRIAIS Cobertura em Shed

44 2.6 GALPÕES INDUSTRIAIS Cobertura em Shed

45 2.6 GALPÕES INDUSTRIAIS Treliça em arco

46 2.6 GALPÕES INDUSTRIAIS Treliça em arco

47 2.6 GALPÕES INDUSTRIAIS Partes de um galpão (perspectiva)

48 2.6 GALPÕES INDUSTRIAIS Partes de um galpão (planta)

49 2.6 GALPÕES INDUSTRIAIS Elementos construtivos

50 2.6 GALPÕES INDUSTRIAIS Elementos construtivos (linha de corrente rígida e frechal)

51 2.6 GALPÕES INDUSTRIAIS Elementos construtivos (linha de corrente rígida)

52 2.6 GALPÕES INDUSTRIAIS Elementos construtivos (linha de corrente rígida)

53 2.6 GALPÕES INDUSTRIAIS Elementos construtivos (frechal)

54 2.6 GALPÕES INDUSTRIAIS Elementos construtivos (linha de corrente flexível)

55 2.6 GALPÕES INDUSTRIAIS Elementos construtivos (mão-francesa)

56 2.6 GALPÕES INDUSTRIAIS Elementos construtivos

57 2.6 GALPÕES INDUSTRIAIS Exemplo

58 2.6 GALPÕES INDUSTRIAIS Exemplo