Aula5 Calculo Estrutural - Cópia

8/17/2019 Aula5 Calculo Estrutural - Cópia

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Cálculo Estrutural

Universidade Federal de Itajubá

Instituto de Recursos Naturais

EHD 804 – MÉTODOS DE CONSTRUÇÃO

Profa. Nívea Pons


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CÁLCULO ESTRUTURAL

Objetivo:Projeto e dimensionamento de estruturasestáticas ou dinâmicas de uma obra, parapermitir que a mesma atenda à suafunção de estabilidade da construção,

sem entrar em colapso e sem deformarou vibrar excessivamente.


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CÁLCULO ESTRUTURAL

Aplicação da mecânica dos sólidos e daresistência dos materiais ao projeto deedifícios, pontes, muros de contenção,barragens, túneis, plataformas de petróleo,navios, aviões, automóveis e outras

estruturas.


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CÁLCULO ESTRUTURAL

O Cálculo Estrutural almeja o melhoruso dos materiais disponíveis e o menorcusto para construção e manutenção daestrutura.


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CÁLCULO ESTRUTURAL

Toda edificação é calculada porprofissional qualificado na engenhariaconstrutiva

Auxílio de ferramentas da informática(softwares) de cálculo estrutural

(otimização de materiais e mão de obra) Normas de segurança regidas pela ABNT -

Associação Brasileira de Normas Técnicas


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CÁLCULO ESTRUTURAL Principais etapas do projeto estrutural:

• criação do esquema estrutural e estudode seu equilíbrio• definição das cargas e forças que atuamna estrutura

• cálculo dos esforços e deformações• dimensionamento das peças estruturais• detalhamento do projeto para execução


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CÁLCULO ESTRUTURAL

CONCRETO

Alta resistência à compressão

Quase não resiste à tração


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CÁLCULO ESTRUTURAL Exemplo de uma viga bi-apoiada:

Efeito do momento fletor na viga flexionada.


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CÁLCULO ESTRUTURAL

Para a solicitação de momento fletor o

concreto romperia na face tracionada e cadavez mais o braço de alavanca entre D e Tdiminuiria e estes esforços aumentariam e

assim por diante a peça romperia.


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CÁLCULO ESTRUTURAL

CONCRETO ARMADO

Necessidade de colocação do aço para

combater a tração.• Barras de aço no lado das fibras

distendidas.


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CÁLCULO ESTRUTURAL

CONCRETO ARMADO

Aço e concreto deverão trabalhar solidarizados


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CÁLCULO ESTRUTURAL

CONCRETO ARMADO

ViabilidadeA aderência entre o aço e o concreto é que

permite transmitir os esforços de um materialpara o outro.Ao ser solicitado à tração o concreto se

deforma, fissura, mas leva consigo o aço,tracionando-o e fazendo a peça trabalhar emconjunto.


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CÁLCULO ESTRUTURAL

CONCRETO ARMADO

Viabilidade

Aderência entre os materiais:Assegura a mesma deformação

específica entre o aço e o concreto que oenvolve.


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CÁLCULO ESTRUTURAL

CONCRETO ARMADO

Viabilidade

Coeficientes de dilatação térmica :Concreto e aço possuem

coeficientes de dilatação térmica praticamente

iguais, por isto trabalham em conjunto no casode pequenas variações de temperatura.


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CÁLCULO ESTRUTURAL

CONCRETO ARMADO

Viabilidade

Proteção do aço contra oxidaçãoO concreto protege duplamente o aço contra a oxidação:• proteção física – havendo um adequado recobrimento deconcreto, os agentes externos não atacam o aço. Quanto mais

agressivo o meio externo, maior deverá ser a espessura dorecobrimento de concreto.• proteção química – durante a pega (secagem) do concreto há aformação de um meio alcalino (cal) que cria uma camada protetora

em torno das barras de aço.


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CÁLCULO ESTRUTURAL Identificação dos Elementos Estruturais

* Edifícios usuais de concreto armado

lajes

vigas

pilares

união dos elementos (escadas: lajes e vigas) pilares junto ao nível do terreno, apoiados emsapatas diretas ou blocos sobre estacas


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Elemento estrutural- deve ter função compatível com os esforçossolicitantes- segurança deve ser garantida com relação aosEstados Limites Últimos e de Serviço

- arranjo dos elementos estruturais compatível como projeto arquitetônico


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Arranjo estrutural (Vlassov,1962)

Critério geométrico: faz-se a comparação daordem de grandeza das três dimensõescaracterísticas dos elementos

estruturais.


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Elementos lineares de seção delgada

-Elementos de barras-Têm espessura (b) muitomenor que a altura (h)

da seção transversale esta, muito menor

que o comprimento (l).


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Elementos lineares de seção não delgada

-Têm espessura (b) demesma ordem degrandeza da altura (h)

da seção transversale estas, bem menores

que o comprimento (l).- vigas, pilares, tirantes.


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Elementos bidimensionais

-Elementos estruturais de superfície (lajes dospavimentos, lajes das escadas, paredes dosreservatórios, paredes de arrimo

-Têm as suas dimensõesem planta da mesmaordem de grandeza e muitomaiores que a espessura (h)


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Elementos tridimensionais

-Têm as 3 dimensões da mesma ordemde grandeza-Ex: sapatas de fundações


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CÁLCULO ESTRUTURAL No modelo estrutural mecânico idealizadopara o sistema estrutural real:

Vigas servem de apoio para as lajes,

absorvendo as ações a elas transmitidasVigas distribuem as ações para os pilares


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CÁLCULO ESTRUTURAL No modelo estrutural mecânico idealizadopara o sistema estrutural real:

Pórticos verticais, pilares e vigas, além de

absorverem a ação do vento, contribuem para aestabilidade global


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• Formaestrutural de um

pavimento-tipode edifício


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• Corte transversal dospavimentos de umedifício:

Pode-se visualizar oselementos lineares,vigas e pilares

necessários paratransferir as açõesatuantes nas lajes dospavimentos.


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CÁLCULO ESTRUTURAL Ações atuantes:

-Pesos próprios dos elementos da construção

-Pesos dos materiais de acabamento e de todos osequipamentos fixos

-Ações variáveis normais, relativas a utilização daedificação: pessoas, móveis, veículos, etc-Forças atuantes pela ação do vento (absorvidas

pelos pórticos verticais)


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CÁLCULO ESTRUTURAL

Ações atuantes- Pesos próprios dos elementos da construção


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CÁLCULO ESTRUTURAL

Ações atuantes:

-Ações variáveis

normais


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CÁLCULO ESTRUTURAL

Vigas

Normalmente estão submetidas a ações

uniformemente distribuídasEm casos que o projeto exija, podem receber

ação concentrada devido a necessidade de seapoiar viga em viga (esforços de flexão – momentofletor e força cortante)


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CÁLCULO ESTRUTURAL

Vigas


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CÁLCULO ESTRUTURAL

Pilares

Submetidos a esforços de flexo-compressão-

momento fletor e força normalDevido a ação horizontal têm solicitação de

força cortante


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CÁLCULO ESTRUTURAL

Lajes

Placas de concreto armado, normalmente

horizontaisNas estruturas de edifícios:

- são responsáveis por receber as açõesverticais, permanentes ou acidentais- representam, no consumo total, um

consumo de concreto da rodem de 50% do volumetotal


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CÁLCULO ESTRUTURAL

Lajes

-Maciças (espessura constante)

-Nervuradas (espessura descontínua)-Moldadas no local

-Pré-fabricadas-Parcialmente pré-fabricadas


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• Perspectiva de parte de um edifício.


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CÁLCULO ESTRUTURAL

Lajes Pré-fabricadas: constituídas por painéis depequena espessura (30mm),

largura de 330mm ecomprimento

em funçãodo menorvão da laje


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CÁLCULO ESTRUTURAL

Lajes Pré-fabricadas:


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CÁLCULO ESTRUTURAL

Lajes Pré-fabricadas:


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CÁLCULO ESTRUTURAL

Lajes:


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CÁLCULO ESTRUTURAL

Lajes:


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CÁLCULO ESTRUTURAL

Lajes:


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CÁLCULO ESTRUTURAL

Lajes:


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CÁLCULO ESTRUTURAL

Lajes:


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Subsistemasverticais


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CÁLCULO ESTRUTURAL

Custo da estrutura em concreto armado moldadono local

-Edifícios convencionais: 20 a 25% do custo total-Custos envolvidos: materiais de construção,

barras e fios de aço, materiais de formas,andaimes, mão-de-obra, lançamento,adensamento, cura e desforma.


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