TEORIA DAS ESTRUTURAS A

INTRODUÇÃO

INTRODUÇÃO

A Engenharia Estrutural trata do planejamento, projeto, construção e manutenção de sistemas estruturais para transporte, moradia, trabalho e lazer.

As estruturas são sistemas físicos constituídos de elementos interligados, capazes de receber e transmitir esforços.

PROJETO ESTRUTURAL

Concepção de uma estrutura capaz de resistir às ações externas, “transferindo” os efeitos destas ações até os apoios.

Requisitos: Segurança (resistência e estabilidade) Durabilidade Conforto e estética Economia (construção e manutenção) Viabilidade construtiva

ETAPAS DO PROJETO ESTRUTURAL Concepção estrutural; Análise estrutural; Dimensionamento e detalhamento; Emissão de plantas finais.

Concepção estrutural

É a primeira fase, que consiste em definir os dados dos materiais a serem empregados, escolher e pré-dimensionar os elementos, definir suas posições e definir as ações que atuarão sobre a estrutura.

Cabe ao engenheiro conceber a estrutura, não existe software que faça isso.

Análise estrutural

É a fase do projeto estrutural em que éfeita a idealização do comportamento da estrutura para a determinação:Esforços, Deslocamentos.

Dimensionamento e detalhamento É a fase onde são dimensionados e

detalhados todos os elementos. Existem softwares específicos para cada

tipo de sistema estrutural.

Emissão de plantas finais

O produto final de um projeto estrutural écomposto por desenhos que precisam conter especificações de como executar a estrutura na obra.

DISCIPLINAS DA ENGENHARIA ESTRUTURAL Mecânica: Equilíbrio dos corpos rígidos; Resistência dos Materiais: tensões e deformações em

barras; Teoria das Estruturas A: Análise estrutural de

estruturas isostáticas; Teoria das Estruturas B: Análise estrutural de estruturas

hiperestáticas; Concreto, Aço e Madeira: Concepção da estrutura,

determinação das cargas, dimensionamento dos elementos resistentes.

ANÁLISE ESTRUTURAL

Pode ser considerada a etapa mais importante do projeto estrutural.

Consiste na obtenção e avaliação da resposta da estrutura perante as ações que lhe foram aplicadas.

Calcular e analisar os deslocamentos e os esforços solicitantes na estrutura.

Conhecendo as características físicas e geométricas da estrutura.

MODELO ESTRUTURAL

Parte-se de uma estrutura real tal como éconstruída e define-se um modelo estrutural, que incorpora todas as teorias e hipóteses feitas para descrever o comportamento da estrutura para as diversas solicitações.

MODELO ESTRUTURAL

ESTRUTURAL REAL MODELO ESTRUTURAL

MODELO ESTRUTURAL

A criação do modelo estrutural de uma estrutura real é uma das tarefas mais importantes da análise estrutural.

Na concepção do modelo estrutural é feita uma idealização do comportamento da estrutura real em que se adota uma série de hipóteses simplificadoras, cabe ao engenheiro a responsabilidade de conceber esse modelo.

MODELO ESTRUTURAL

Um bom modelo deve:Considerar os aspectos essenciais do

problema;Fornecer resultados próximos das respostas

reais. Se as previsões do modelo não estão de

acordo com as respostas reais énecessário refinar o modelo: Incluir aspectos inicialmente desprezados

HIPÓTESES SIMPLIFICADORAS Hipóteses sobre a geometria do modelo; Hipóteses sobre as condições de apoio; Hipóteses sobre o comportamento dos

materiais; Hipóteses sobre as solicitações que agem

sobre a estrutura.

CLASSIFICAÇÃO ESTRUTURAL 1.Quanto ao equilíbrio estático:Estruturas hipostáticas: Quando os vínculos

forem insuficientes para manter o equilíbrio estático.

Estruturas isostáticas: Quando os vínculos forem estritamente os necessários para manter o equilíbrio estático.

Estruturas hiperestáticas: Quando os vínculos forem superabundantes a esse equilíbrio.

CLASSIFICAÇÃO ESTRUTURAL

2. Quanto à geometria dos elementos:Uma simplificação adotada é supor a

estrutura dividida em partes de comportamentos isolados. (elementos).

Cada um destes elementos pode ser identificado por três dimensões que definem o volume. Conforme as relações entre estas dimensões, surgem 3 tipos de elementos estruturais: lineares, bidimensionais e tridimensionais.

CLASSIFICAÇÃO ESTRUTURAL A) Elementos lineares ou unidimensionais: são

chamados de barras. Uma dimensão preponderante sobre as demais. Exs: vigas, pilares, tirantes, treliças.

Tirantes

CLASSIFICAÇÃO ESTRUTURALPilar

Viga

CLASSIFICAÇÃO ESTRUTURAL B) Elementos de superfície ou bidimensionais: Duas

dimensões preponderantes. Podem ser chapas, placas, cascas e membranas.

Casca

CLASSIFICAÇÃO ESTRUTURAL C) Elementos de volume ou tridimensionais: As três

dimensões de mesma ordem de grandeza.

EXEMPLO DE UM EDIFÍCIO

ESTRUTURAS EM BARRA

C C C eixo longitudinal

seção transversal

Seção transversal; Eixo longitudinal.

A barra pode ser reta ou curva, seção transversal constante ou variável.

ESTRUTURAS EM BARRA

Idealização: modelo

ESFORÇOS ATUANTES NAS ESTRUTURAS

ESFORÇOS Externos

Internos

Ativos (cargas)

Reativos (reações)

Solicitantes: Resultante das ações molecularesmoleculares

Tensões: Ações molecu lares

Forças Normais (N)

Forças Cortantes (V)

Momentos Fletores (M)

Momentos Torcedores (Mt)

Tensões Normais ()

Tensões Tangenciais (t)

ESFORÇOS EXTERNOS ATIVOS

ESFORÇOS SECCIONAIS (ESFORÇOS INTERNOS SOLICITANTES)

Convenção de sinais:

ESFORÇOS SECCIONAIS (ESFORÇOS INTERNOS SOLICITANTES)

CONDIÇÕES DE APOIO

Os deslocamentos (translações e rotações) de uma barra podem ser impedidos por vínculos externos através de apoios.

Nas direções dos deslocamentos impedidos surgem reações de apoio.

Apoios usuais no plano

Apoio articulado móvel ou rolete Apoio articulado móvel ou rolete

Apoio articulado fixo Apoio articulado fixo

Apoio articulado fixo Apoio engastado

Apoio engastadoVÍNCULOS INTERNOS Ligação por rótula: impede apenas

translações relativas, mas não rotações. O momento nas rótulas é nulo.

CLASSIFICAÇÃO DAS ESTRUTURAS DE BARRAS QUANTO AOS ESFORÇOS INTERNOS

CLASSIFICAÇÃO DAS ESTRUTURAS DE BARRAS QUANTO AOS ESFORÇOS INTERNOS Vigas:

CLASSIFICAÇÃO DAS ESTRUTURAS DE BARRAS QUANTO AOS ESFORÇOS INTERNOS Pórticos:

CLASSIFICAÇÃO DAS ESTRUTURAS DE BARRAS QUANTO AOS ESFORÇOS INTERNOS Grelhas:

CLASSIFICAÇÃO DAS ESTRUTURAS DE BARRAS QUANTO AOS ESFORÇOS INTERNOS Treliças:

CLASSIFICAÇÃO DAS ESTRUTURAS DE BARRAS QUANTO AOS ESFORÇOS INTERNOS Mistas: