Vigas Universidade Federal de Pelotas Curso de Engenharia Civil Introdução aos Sistemas Estruturais Prof. Estela Garcez As vigas são elementos estruturais retos, resistentes a flexão, e que não só são capazes de resistir as forças que atuam na direção de seu eixo, mas também por meio de esforços seccionais, suportar forças perpendiculares a seu eixo e transmiti-las lateralmente ao longo do mesmo até seus extremos. Viga simplesmente apoiada Com a massa de sua seção, a viga muda a direção das forças em 90 o, fazendo-as deslocar-se ao longo de seu eixo até as extremidades de apoio. 1
Segundo Engel: A viga de apoio é um símbolo do conflito básico de direções, que tem que ser resolvido através do projeto estrutural: a dinâmica vertical da carga contra a dinâmica horizontal do espaço útil. A viga domina esse conflito entre a natureza e a vontade humana de modo bastante simples e com massa. A viga é o elemento estrutural mais usado na construção de edifícios. Por meio de conexões rígidas, as vigas e colunas separadas podem ser combinadas para formar um sistema coesivo de múltiplos componentes, no qual, cada membro, por meio da deflexão de seu eixo, participa do mecanismo resistente à deformação A seção da viga, isto é, a distribuição de sua massa com relação ao eixo neutro, é decisiva para o mecanismo resistente de sistemas estruturais. Quanto mais distante estiver a massa do eixo neutro, maior será a resistência a flexão. Inconveniente: relação peso/vão Emprego das técnicas de protensão, substituição da seção de viga maciça por formas ativas, vetores-ativos ou superfícies-ativas. 2
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MASP - SP Museu de Arte Morderna - RJ Museu Oscar Niemeyer - PR Universidade Federal de Pelotas Curso de Engenharia Civil Introdução aos Sistemas Estruturais Prof. Estela Garcez 4
8.1 - Paredes e vigas-parede Viga parede é uma viga com uma grande relação altura / vão ( 2 < h / L < 3 ). Encontramos vigas paredes nos reservatórios e caixas d água, além de outras situações bastante conhecidas na engenharia civil, como por exemplo em fachadas e elementos prémoldados. Para as vigas parede não é possível aplicar as hipóteses básicas da flexão em elementos lineares esbeltos, isto é, não é válida a hipótese de Bernoulli. 8.2 Grelhas e lajes A laje é um dos mais conhecidos elementos estruturais assim como a viga e o pilar. Ela está presente nas construções desde a antiguidade, mas vem sofrendo um grande processo evolutivo ao longo desse período. Atualmente, arquitetos e engenheiros possuem um enorme leque de opções de lajes, que podem adaptar-se às mais variadas necessidades. Dos maiores aos menores vãos, das ortogonais às curvas, pré-moldadas ou fabricadas em loco, translúcidas ou maciças, plissadas ou nervuradas. 5
Clube Curitibano, Curitiba PR, 1966. 8.3 - Soluções estruturais correntes em lajes Lajes plissadas: Educatorium, Holanda, Utrecht. Palácio das Convenções, Parque Anhembi, São Paulo SP Museu Oscar Niemeyer Maison À Bordeaux, França, Bordeaux. Tipos de lajes Laje Protendida Museu Oscar Niemeyer Laje Protendida Alveolar Tipos de Lajes Tipos de Lajes Lajes pré-fabricadas: Lajes com vigotas treliçadas Lajes com vigotas de concreto armado. Lajes nervuradas Livraria da Travessa, Rio de Janeiro -RJ. Edifício poliesportivo da PUC/RS, Porto Alegre-RS. 6
Tipos de Lajes Laje treliçada: 8.4 Cascas Cascas são estruturas de superfície delgadas, não planas, que recebem cargas distribuídas e reagem através de esforços solicitantes predominantemente de tração e compressão. Quando a espessura da casca é pequena, comparando-se com as outras dimensões, a rigidez a momento fletor (que é proporcional ao momento de inércia) é muito pequena, e pode ser considerada igual a zero. Neste casos as cascas podem ser estudadas pela teoria da membrana, ou seja, as cargas externas (peso próprio, revestimento, carga acidental distribuída) serão absorvidas através de esforços solicitantes normais de compressão e tração. Jubilee Church - Rome Tenerife Concert Hall Canary Islands, Spain 7
Trabalho 4 Escolher UM dos seguintes elementos estruturais: Laje Viga Pórtico Desenvolver um modelo reduzido do elemento estrutural, de maneira a representar as possíveis deformações na estrutura, relacionando-as com o tamanho dos vãos, diferentes tipos de apio, etc.. Entregar relatório; Apresentação do modelo em sala de aula 8