EXERCCIO 01

B) Comente sobre a forma estrutural em arco de alvenaria, levando em conta aspectos como material, forma, processo construtivo, estabilidade, cobertura 2D/3D .

1. DEFINIESO arco um elemento estrutural curvo que transmite os carregamentos aos apoios atravs de esforos normais simples de compresso. Depois do cabo, o arco o sistema estrutural que vence maiores vos com as menores quantidades de material.Os principais elementos constituintes dos arcos de alvenaria so:

1. Chave ou pedra de fecho: Bloco superior ou aduela de topo que fecha o arco.2. Aduela: Bloco em cunha que compe o arco e colocada em sentido radial.3. Extradorso: Face exterior e convexa do arco.4. Imposta: Bloco do pilar sob a aduela de arranque do arco.5. Intradorso: Face interior e cncava do arco.6. Flecha: Dimenso que se prolonga desde a linha de arranque do arco at face interior da chave.7. Vo: Largura do arco.8. Contraforte ou tmpano: Parede vertical construda sobre o extradorso do arco.Em geral, os arcos esto submetidos esforos de compresso, porm podem existir carregamentos que no correspondam ao perfil definido para o arco, ou seja, carregamentos que no causem somente esforos de compresso. Este tipo de carregamento, que faz com que surjam fora cortante e momento fletor chamado de carregamento no balanceado, que deve ser tambm suportado pelo arco. Quanto mais alto o arco, maior o vo, maior o peso e maiores sero as reaes de apoio.

2. CLASSIFICAO

2.1Quanto forma

A forma da curva que define o arco funo do tipo de material a ser utilizado, da disponibilidade do mesmo, do vo a ser vencido e dos esforos atuantes na estrutura. A determinao da forma do arco pode ser feita atravs da analogia de cabo e arco, que considera um cabo suspenso entre dois pontos, onde se aplica o carregamento ou apenas peso prprio, ento o cabo apresentar uma forma, sendo assim inverte-se o cabo considerando que tenha se feito rgido e esteja apoiado nos mesmos dois apoios, obtendo-se desta maneira a forma que o cabo dever ter para resistir os esforos considerados. Os tipos mais recorrentes so classificados em:

1. 2. Arco Pleno: corresponde a uma semicircunferncia, descreve um ngulo de 180, conhecido tambm como arco romano, um arco bi-apoiado e no aconselhvel para grandes vos uma vez que a relao entre a largura e a altura (2 : 1) o torna invivel. obtido aplicando-se cargas uniformemente na direo radial do cabo.

Arco Segmentar: corresponde a um arco de circunferncia, o raio de curvatura tem uma dimenso consideravelmente maior que a do vo, descreve um ngulo inferior a 180.

Arco Catenrio: corresponde a forma material de um cabo ideal suspenso pelas extremidades submetido exclusivamente ao peso prprio.

Arco Parablico: corresponde forma material de um cabo ideal sujeito a um carregamento uniformemente distribudo ao longo de sua projeo. um dos mais adequados do ponto de vista estrutural, pois tm a mesma forma parablica do diagrama de momentos fletores o que faz com que as tenses de flexo sejam eliminadas.

Arco Ogival: tambm conhecido como arco gtico, formado por dois segmentos de curvas traados a partir dos centros equidistantes do centro do vo, e que se interceptam formando um ngulo agudo no fecho. Obtido atravs da adio de uma carga concentrada no meio do vo ao carregamento radial uniforme.

Arco Elptico: pode ter dois ou mais apoios, tendo condies de ser utilizado tanto para pequenos vos (arco elptico estreito) como para grandes vos (arco elptico largo).

Arco Abatido: uma aproximao ao arco elptico, cujo uso apresenta dificuldades de projeto e de construo, associada mudana contnua dos centros de curvatura.

2.2Quanto ao grau de estaticidade

Quanto estabilidade podem ser classificados em isostticos ou hiperestticos. Os arcos isostticos possuem dois apoios fixos com uma articulao (rtula) entre os apoios (arcos triarticulados).

Os arcos hiperestticos podem ser:

Biengastado: vinculado com engastes nas extremidades e trs vezes hiperesttico.

Biarticulado: vinculado com apoios fixos nas extremidades, e uma vez hiperesttico.

Atirantado: possui um apoio fixo e um apoio mvel, conectados por uma barra tracionada denominada tirante. O arco atirantado uma vez hiperesttico.

3. MATERIAL

Os mais variados tipos de materiais podem ser utilizados no projeto de um arco. Os materiais inclusive podem ser determinantes no funcionamento do arco, tanto do ponto de vista esttico como esttico.Pelo fato de um arco ser inteiramente comprimido ele pode ser construdo de materiais resistentes compresso, como pedras, tijolos e concreto.Os materiais mais utilizados atualmente na construo de arcos so o ao e o concreto protendido, j que oferecem maiores possibilidades para que se utilizem arcos com maiores vos e tambm mais agradveis esteticamente.

4. ESTABILIDADE

A estabilidade do arco pode ser avaliada pelo posicionamento da linha de empuxo relativamente espessura do arco.

4.1Linha de Empuxo

A linha de empuxo o lugar geomtrico dos pontos por onde passam as resultantes dos esforos por um determinado plano de corte, desta forma, considerando que a estrutura fique totalmente comprimida, para que fique estvel a linha de empuxo tem de se localizar dentro do tero central das vrias sees transversais.

4.2 Mecanismos de Colapso

So trs as origens dos mecanismos de colapso:1 Rotao de uma de suas arestas, seja intradorso ou extradorso;2 Deslizamento de uma das aduelas sobre a outra;3 Aps deformao seguida de esmagamento do material.

Essas trs causas principais de colapso correspondem a trs condies necessrias de estabilidade do arco, sendo: Condio de equilbrio esttico: necessria para se evitar a rotao de aduelas, impe que a linha de empuxo seja contida inteiramente entre a curva do intradorso e do extradorso;

Condio de atrito: necessria para evitar o deslizamento de aduelas, impe que a resultante das foras atuantes em uma junta faa com o plano da normal um ngulo inferior ao de atrito entre as duas aduelas consecutivas;

Condio de resistncia: necessria para se evitar o esmagamento do material, impe que a resistncia de segurana do material compresso no deve ser inferior da carga solicitante.

5. COBERTURAS 2D/3D

As abbodas e cpulas so estruturas de cobertura, ou seja, que permitem enclausurar espao interno, capazes de vencer vos verticais e horizontais e so originadas do elemento estrutural arco. A abboda um elemento estrutural obtido pela translao lateral do arco e a cpula um elemento estrutural obtido da rotao de um arco em torno de seu eixo vertical. Nas figuras abaixo esto alguns exemplos.

O conceito de linha de presses, anteriormente definido para estruturas de comportamento bidimensional, pode ser generalizado para estruturas arqueadas tridimensionais, como cpulas e abbadas, dando origem ao conceito de superfcie de presses. Esta superfcie ser uma membrana sujeita apenas a esforos de compresso, em equilbrio com as cargas atuantes, e que, para se assegurar a estabilidade, dever estar totalmente includa na espessura da estrutura.