Sistemas Estruturais. Prof. Rodrigo mero

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Vera Figueira Ferretti
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1 Sistemas Estruturais Prof. Rodrigo mero

2 Aula 2 Cargas que Atuam nas estruturas

3 Índice Forças Vetoriais Geometria das Forças Cargas Quanto a Frequência Levantamento de Cargas Simples Equilíbrio Interno Regime Elástico e Regime Plástico

Forças Vetoriais Grandeza escalar é simplesmente a grandeza definida por um número, é apenas a medição de algo. Exemplo: massa, comprimento, tempo, energia, etc.

4 Forças Vetoriais Grandeza escalar é simplesmente a grandeza definida por um número, é apenas a medição de algo. Exemplo: massa, comprimento, tempo, energia, etc. Grandeza vetorial só pode ser caracterizada quando tem intensidade, direção e sentido. Não basta a intensidade, ou seja, o número, a medição do fenômeno como na grandeza escalar. Você tem que dar a direção e o sentido para ter sentido completo.

Geometria das Forças Quanto a geometria as cargas podem ser: Cargas pontuais ou cargas concentradas Cargas lineares Cargas superficiais Cargas pontuais ou cargas concentradas Cargas pontuais ou

5 Geometria das Forças Quanto a geometria as cargas podem ser: Cargas pontuais ou cargas concentradas Cargas lineares Cargas superficiais Cargas pontuais ou cargas concentradas Cargas pontuais ou cargas concentradas são aquelas localizadas em um ponto. São exemplos de cargas concentradas: uma viga apoiada sobre outra, um pilar que nasce numa viga ou placa, o peso próprio de um pilar. Essas cargas são representadas graficamente por uma seta isolada.

6 Cargas lineares Cargas lineares, como o próprio nome diz, são aquelas distribuídas sobre uma linha. São exemplos de cargas lineares: peso próprio de uma viga, peso de uma parede sobre uma viga ou placa, cargas depositadas por uma laje sobre as vigas. Essas cargas são representadas graficamente por um conjunto de setas dispostas sobre uma linha.

7 Cargas superficiais Cargas superficiais são aquelas que se distribuem sobre uma superfície. São exemplos de cargas superficiais: peso próprio de uma laje, peso próprio de revestimentos de pisos, peso de um líquido sobre o fundo do recipiente, Essas cargas são representadas graficamente por um conjunto de setas dispostas sobre uma área. Cargas acidentais sobre pisos residenciais (pessoas, móveis, etc.) 150 kgf/m² Cargas acidentais sobre pisos de escritórios 200 kgf/m². Cargas acidentais sobre pisos de lojas 400 kgf/m². Cargas acidentais devidas ao vento 50 a 100 kgf/m².

8 Cargas quanto à frequência a. Cargas permanentes As cargas permanentes são cargas cuja intensidade, direção e sentido, podem ser determinadas com grande precisão, pois elas são devidas exclusivamente a forças gravitacionais, ou peso. São exemplos de cargas permanentes as seguintes: O peso próprio da estrutura. O peso dos revestimentos de pisos, como contrapisos, pisos cerâmicos, entre outros. O peso das paredes. b. Cargas acidentais. As cargas acidentais são mais difíceis de serem determinadas com precisão e podem variar com o tipo de edificação. O peso de pessoas. O peso do mobiliário. O peso de veículos. A força de frenagem (freio) de veículos. A força de vento.

Levantamento de Cargas Simples Peso Próprio de Lajes Maciças Cargas nas Vigas provenientes de Lajes Armadas em uma só direção Armadas em cruz, lado menor Pesos específicos de

10 Levantamento de Cargas Simples Peso Próprio de Lajes Maciças Cargas nas Vigas provenientes de Lajes Armadas em uma só direção Armadas em cruz, lado menor Pesos específicos de alvenaria mais usados: Armadas em cruz, lado maior Tijolos de barro maciços revestidos kgf / m³ Tijolos cerâmicos revestidos kgf / m³ Blocos de concreto revestidos kgf / m³

11 Equilíbrio Interno É importante distinguir-se que tipo de tensão está ocorrendo num elemento estrutural, pois os materiais apresentam capacidades diferentes conforme sejam solicitados a um ou outro tipo.

12 Aço tipo A-36 σ = kgf/cm² (tensão normal) τ = 800 kgf/cm² (tensão de cisalhamento) Madeira (Peroba) σ = 90 kgf/cm² (tensão normal) τ = 12 kgf/cm² (tensão de cisalhamento) Concreto σ = 250 kgf/cm² (tensão normal) τ = 6 kgf/cm² (tensão de cisalhamento) As estruturas quando submetidas a tensões devem trabalhar com uma certa folga, para que imprevistos, tais como falhas de material, impossibilidade de uma execução ideal e outros efeitos não previstos, não ponham em risco a resistência da estrutura.

13 Regime elástico e Regime plástico

14 Escoamento Encruamento Estricção Lei de Hooke Uniaxial: su sr se Tensão Módulo de Elásticidade Deformação Elástica er er Diagrama tensão-deformação obtido através de um ensaio de tração su - Tensão Máxima de Tração sr -. Tensão de Escoamento se. Tensão de Ruptura

15 1. Aumento lento do comprimento (pequena deformação), diretamente proporcional a uma grande carga aplicada (trecho reto da origem até a tensão de escoamento - s e ), com grande coeficiente angular (reta "quase" na vertical). 2. Longa deformação com pouco aumento da carga aplicada, ou seja, pequena variação da tensão (escoamento). 3. Aumento da deformação proporcional ao aumento da carga aplicada, ou seja, da tensão. Este aumento ocorre até que a carga aplicada atinja um valor máximo, ou, uma tensão última - s u (recuperação). 4. Diminuição do diâmetro do corpo (estricção). Uma diminuição da carga aplicada é suficiente para manter a deformação até a ruptura. (s R : tensão de ruptura; e R : deformação de ruptura).

16 O módulo de elasticidade é a medida da rigidez do material. Quanto maior for o módulo, menor será a deformação elástica resultante da aplicação de uma tensão e mais rígido será o material. Esta propriedade é muito importante na seleção de materiais para fabricação de molas.

17 Propriedade dos Materiais DÚCTIL: A ductilidade ou ductibilidade é a propriedade física dos materiais de suportar a deformação plástica, sob a ação de cargas, sem se romper ou fraturar (Wikipédia) Ex: Aço TENACIDADE: é a energia mecânica, ou seja, o impacto necessário para levar um material à ruptura. Se um material é tenaz ele pode sofrer um alto grau de deformação sem romper.

18 FRÁGIL: O material frágil rompem logo após entrar na fase plástica da deformação. Ex. Cerâmica sr = su Diagrama de um material FRÁGIL A tensão de ruptura nesses casos é igual a tensão de última.

19 Módulo de Elasticidade Quanto maior for o ângulo α, ou seja, quanto mais inclinada for a reta menos deformável é o material. Conclui-se que a inclinação dessa reta nos informa quanto deformável é o material. Concreto Madeira Aço kgf/cm² kgf/cm² kgf/cm²

20 Lei de Hooke

21 Flambagem A flambagem é o fenômeno que distingue radicalmente o comportamento entre barras submetidas à tração e barras submetidas à compressão simples, exigindo uma preocupação especial com as barras comprimidas. Ao se comprimir barras, com as mesmas seções e de comprimentos diferentes, notar-se-á que elas flambarão com forças diferentes: quanto maior o comprimento da barra menor será a força necessária para provocar a flambagem.

22 Influência do Tipo de Vinculo Na Flambagem Lateral

23 Carga Crítica E: Módulo de Elasticidade do Material I: Menor Momento de Inércia da Seção Lf: Comprimento de Flambagem Exercício Verifique a influência da Carga Crítica, para os arranjos de vinculação anterior

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