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.
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.
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:
1.2.1 Vigas São estruturas lineares, dispostas horizontalmente ou inclinadas, com um ou mais apoios.
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.
1.2.3 Pilares São barras onde predominam forças normais de compressão. Com seção circular, recebem a denominação de colunas. 1.2.4 Pórticos São estruturas lineares planas, não sendo constituídas de barra única de eixo teoricamente retilíneo. Pórticos planos simples Pórtico plano de andares múltiplos
Pórtico espacial 1.2.5 Grelhas As grelhas são constituídas por estruturas lineares (vigas), situadas em um mesmo plano, formando uma malha que recebem solicitações não coplanares. F F
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.
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.
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)
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.
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.