02 - Teoria Das Estruturas - Morfologia Das Estuturas

7/24/2019 02 - Teoria Das Estruturas - Morfologia Das Estuturas

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Teoria das EstruturasAula 02

Morfologia das Estruturas

Professor Eng. Felix Silva Barreto

ago-15


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Q que vamos discutir hoje: Morfologia das estruturas

Fatores Morfognicos Funcionais

Fatores Morfognicos Tcnicos

Fatores Morfognicos Estticos

Sistemas Estruturais Fundamentais

Forma Ativa

Vetor Ativo

Superfcie Ativa Massa Ativa

Altura Ativa

Princpio da distribuio de massa

Elementos Bsicos de estruturas


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Fatores MorfognicosRazes determinantes da forma da estrutura e do sistema como um todo.


Nos Alpes o telhadoinclinado funcional.

A forma decorre dafuncionalidade.


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No Brasil o telhadoinclinado cumpre somente

funo esttica


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Capital Gate Tower

Os fatores preponderantes so os decorrentes dosmateriais e mtodos utilizados, ou seja, a tcnica deconstruo, o estgio dos processos de clculo estrutural

e a economia diante dos recursos disponveis.


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Burj_Khalifa, DUBAI

Burj_Khalifa, com ponto mais alto de 828 metros.


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A estrutura tem forte valor esttico.


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Church of Our Savior on Spilled Blood, St. Petersburg,Russia


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O que vocs acham do MASP?


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Morfologia

Principais Sistemas Estruturais

Sistemas Estruturais de Forma Ativa

Sistemas Estruturais de forma ativa so formados basicamente umamatria no rgida , flexvel formada de modo definido e suportadapor extremidades fixas, com a capacidade de suportar-se e cobrir um

vo. Sistemas de Cabo

Sistemas em Forma de Tenda

Sistemas de Arcos


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Morfologia



Sistemas de Cabo

Ponte Governador Orestes Qurcia, SP.


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Morfologia


Sistemas Estruturais de Forma Ativa Sistemas em Forma de Tenda (tenso membranas)


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Morfologia



Sistemas de Arcos


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Morfologia

Principais Sistemas Estruturais Sistemas Estruturais de Vetor Ativo

A caracterstica dos sistemas estruturais de vetor-ativo a montagemtriangular das peas em linha reta: triangulao. Peas compressveise tracionveis em montagem triangular formam uma composioestvel, e completa em si mesma que, se apropriadamentesuportada, capaz de receber cargas assimtricas e variveis,transferindo-as aos extremos.

Trelias Planas

Trelias Espaciais Sistemas em Forma de Tenda


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Morfologia


Trelias Planas


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Morfologia




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Morfologia


Sistemas Estruturais de Vetor Ativo



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Morfologia


Sistemas Estruturais de Superfcie Ativa

Os Sistemas de SuperfcieAtiva so formados basicamente pelacomposio dos elementos de superfcie formando mecanismos quereorientam foras, com resistncia a compresso, trao ecisalhamento. Os elementos de superfcie, desempenha funoportadoras de cargas, podendo elevar-se livremente no espao

enquanto transmite cargas.

Casacas


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Morfologia


Sistemas Estruturais de Superfcie Ativa

Casacas


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Morfologia


Sistemas Estruturais de Massa Ativa

Sistemas Estruturais de massa-ativa so formadosbasicamente por elementos lineares de materialresistentes a solicitaes de compresso, trao e flexo.

Vigas

Placas

Grelhas

Prticos


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Morfologia

Principais Sistemas EstruturaisSistemas Estruturais de Altura Ativa

Edifcios Altos

Postes

Torres


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De acordo com o princpio de distribuio de massas

Sees Mais Utilizadasem estruturas


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Princpio da distribuio de massa naseo

Tipo de esforo x seo mais adequada.

Princpio de distribuio de massasQual a melhor seo para trao simples?

Qual a melhor seo para compresso?

Qual a melhor seo para o momento fletor?


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Cantoneiras Metlicas

Laminadas ou por dobramento de chapas;

Material prximo ao centro de gravidade;

Utilizada como acessrio;

Pode ser utilizada em peas comprimidas?


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Uso em trelias


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Perfil U


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Perfil U

Teras

Pilares


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Perfil U


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Perfil I


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Perfil I

Utilizada como viga


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Perfil I

Compondo viga mista com a laje de concreto.


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Perfil I

Formando Viga Avoelar


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Perfil H


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Perfis Tubulares

Circular, quadrado e retangular


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Chapas e Barras redondas

Chapas

Compor perfis, fabricao de telhas, elementos de piso, etc.

Barras redondas

Contraventamentos, tirantes.


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Critrios de Lanamento

Elementos Bsicos deEstruturas


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Vigas

A viga um elemento estrutural que se caracteriza portransmitir cargas ao longo de um vo atravs de um eixohorizontal. Graas a essa virtude, a viga o sistemaestrutural mais usado.


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Comportamento Da viga


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C D i


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C t t D i


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C t t D i


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Comportamento Da viga Pr-dimensionamento

C t t D i


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Pr-dimensionamento

Pil


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Pilar

Esforo de Compresso

Comportamento do pilar


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Uma barra quando submetida a foras externas normais sua seo, sofre uma diminuio no seu tamanho. Nestecaso pode ocorrer a perda da estabilidade da pea bemantes que seja atingida a tenso de ruptura compressodo material. A este fenmeno de perda de estabilidaded-se o nome de flambagem.



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A flambagem o fenmeno que distingue radicalmente ocomportamento da barras submetidas trao em relaoao de barras submetidas compresso simples. Dependede diversos fatores:

intensidade da fora

material (mdulo de elasticidade)

comprimento da barra

forma e dimenses da seo



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A flambagem da barra depende do quadrado doseu comprimento, isto , se se duplicar ocomprimento de uma barra, a fora necessriapara provocar sua flambagem ficar reduzida aapenas . A barra ficar 4 vezes mais instvel.



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Quanto mais longe estiver o material docentro de giro da seo da barra, ou seja,do seu centro de gravidade, mais difcilser girar a seo e, conseqentemente,

mais difcil ser a barra flambar.



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Carga crtica de Euler

Pcr = carga crtica de flambagem

E = mdulo de elasticidade do material

J = momento de inrcia da seo transversal da pea

l = comprimento no travado da pea



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Carga crtica de Euler

Pcr = carga crtica de flambagem

Pr-dimensionamento


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Pr dimensionamento

Pr-dimensionamento


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Pr dimensionamento

Pr-dimensionamento


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Pr dimensionamento

Pr-dimensionamento


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Pr dimensionamento

Exerccio 1: na ilustrao abaixo, a mesmafolha de papel mostrada em duas


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folha de papel mostrada em duassituaes.

Por que a folha de papel, na Situao 2, no apenas vence um vo em balano, comosuporta a carga de um lpis?

(A) Porque, na segunda situao, o pesquisador segurou a folha mais rigidamente, criandoum engaste.

(B) Porque, com a curvatura, a matria se distancia do centro de gravidade, obtendo maisinrcia e resistncia.

(C) Porque o papel da primeira situao flambou.

(D) Porque o papel da segunda situao cisalhou.

(E) Porque o momento fletor no apoio da primeira situao nulo.

Exerccio 2: Existem relaes favorveis entre balanos evos, que resultam em valores mnimos de momentos naig E l i t


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viga. Essas relaes so econmicas por apresentaremmomentos negativos iguais aos positivos, portanto,mnimos. Considerando que a figura a seguir representauma viga com carregamento uniformemente distribudo,escolha a relao mais econmica:

a) x = y; b) x = 2y; c) x = 3y; d) x = 4y e) x = 0,5y

Exerccio 3: Para escolher o perfil de ao mais adequado para cadaaplicao, de fundamental importncia lembrar o princpio dadistribuio das massas nas sees. Este princpio relaciona as formas


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das sees das peas estruturais com os esforos a que so sub-metidas. Quanto escolha do perfil mais adequado em observncia aoprincpio da distribuio de massas, verifique se so verdadeiras oufalsas as afirmaes a seguir:

O esforo de compresso simples pode provocar flambagem, da peascomprimidas exigirem sees mais rgidas, ou seja, aquelas em que o materialesteja mais afastado do centro de gravidade, de preferncia em todas asdirees.

O esforo de flexo exige formas de seo em que o material encontre-selonge da linha neutra.

O uso de um nico perfil U para flexo simples, apesar de possuir seoapresentando material distante do centro de gravidade, deve ser restrito acargas e vos pequenos, pois devido a assimetria da seo existe a tendnciade ocorrer toro.

frequente o uso de perfil L na composio de pilares treliados, pois esteperfil apresenta em sua seo, material longe do centro de gravidade.

Estudo dirigido


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g

Estudar para a prxima aula as normas: NBR 6120/1980 Cargas para o clculo de estruturas de

edificaes;

NBR 8681/2004 Aes e Segurana nas estruturas;

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