SISTEMAS ESTRUTURAIS

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1 SISTEMAS ESTRUTURAIS ENGENHARIA CIVIL Prof. Dr. Lívio Túlio Baraldi Fontes: Sales J.J., et all Sistemas Estruturais EESC/USP; Rebello Y.C.P. A concepção estrutural e a arquitetura Zigurate.

2 1 Elementos estruturais Toda construção necessita de uma estrutura suporte, que por sua vez necessita de projeto, planejamento e execução própria; Estrutura em uma construção: função prioritária de garantir a forma espacial idealizada, com segurança, por um determinado período de tempo. 1.1 Definições básicas Estruturas ou sistemas estruturais podem ser entendidas como disposições racionais e adequadas de diversos elementos estruturais; Elementos estruturais: corpos sólidos deformáveis com capacidade de receber e de transmitir solicitações em geral. Linear: duas dimensões da mesma ordem de grandeza e bem menores que a terceira (Barras); Superfície: duas dimensões da mesma ordem de grandeza e bem maiores que a terceira; Volume: três dimensões da mesma ordem de grandeza.

3 1.2 Estruturas lineares Formadas por uma ou mais barras (vigas, pilares, arcos, pórticos, grelhas, etc.); Definições básicas: Eixo de uma barra; Seção transversal de uma barra; Barra reta ou barra curva:

4 1.2.1 Vigas São estruturas lineares, dispostas horizontalmente ou inclinadas, com um ou mais apoios.

5 1.2.2 Treliças São estruturas lineares constituídas por barras retas, dispostas de modo a formar painéis triangulares, e solicitadas predominantemente por tração ou compressão. Painel: trecho de uma estrutura linear compreendido entre dois alinhamentos consecutivos de montantes; Nó: junção das extremidades das barras de uma estrutura linear; Viga treliçada: treliça de banzos paralelos; Tesoura: treliça de banzos não paralelos, destinada ao suporte de uma cobertura.

6 1.2.3 Pilares São barras onde predominam forças normais de compressão. Com seção circular, recebem a denominação de colunas Pórticos São estruturas lineares planas, não sendo constituídas de barra única de eixo teoricamente retilíneo. Pórticos planos simples Pórtico plano de andares múltiplos

7 Pórtico espacial Grelhas As grelhas são constituídas por estruturas lineares (vigas), situadas em um mesmo plano, formando uma malha que recebem solicitações não coplanares. F F

8 1.2.6 Estruturas Pênseis São estruturas lineares cujos elementos principais são constituídos por cabos. Fio: barras que só podem resistir a solicitações de tração segundo seu eixo; Cabo: conjunto de fios; Rede: estrutura linear não plana, cujas barras se dispõem de modo que seus eixos se situam em uma superfície homeoforma do plano.

9 1.2.7 Arcos São barras curvas, em que os esforços solicitantes predominantes são forças normais de compressão, agindo simultaneamente ou não, com momentos fletores.

10 1.3 Estruturas de superfície São definidas a partir de sua superfície média e lei de variação da sua espessura. Destacam-se as placas, chapas e cascas. Chapa: folha plana sujeita a esforços apenas no seu plano médio; Viga-parede: chapa disposta verticalmente sobre apoios isolados; Placa: folha plana sujeita principalmente a esforços fora do seu plano médio. Chapa Viga-parede Placa (laje)

11 Casca: folha curva sujeita a esforços no seu plano médio; Abóboda: casca cilíndrica sujeita principalmente a esforços normais de compressão. Cúpula: casca de dupla curvatura sujeita principalmente a esforços de compressão; Folha prismática: folha poliédrica de arestas paralelas.

12 1.4 Estruturas de bloco São elementos estruturais comumente empregados nas fundações das construções ou também em grandes obras, como barragens. 1.5 Exercícios 1. Defina: sistema estrutural, elemento estrutural e elemento de barra, superfície e volume; 2. Desenhe alguns tipos de vigas; 3. Desenhe e identifique os elementos de uma treliça; 4. Descreva o comportamento estrutural de uma placa e chapa.