1- Açoes e Carregamento

PROFESSOR:

JORGE ELICER CAMPUZANO CARMONA

Semestre 1 de 2015

1 Aes e carregamento

Sistemas estruturais


Teoria das estruturas

Aes So as causas que provocam o aparecimento de esforos ou deformaes nas estruturas. Em relao ao tempo as aes, podem ser dos seguintes tipos: Aes permanentes: so aquelas que ocorrem com valores constantes ou de pequena variao em torno de um valor mdio, durante toda vida da construo. Exemplos: peso prprio da estrutura. Aes variveis: so aquelas cujos valores variam significativamente durante toda a vida da construo. Exemplos: cargas acidentais (vento). Aes excepcionais: so aquelas que tem durao extremamente curta e muito baixa probabilidade de ocorrncia durante a vida da construo entretanto, devendo ser consideradas no projeto de determinadas estruturas. Exemplo: terremotos.



Combinaes de aes. As aes permanentes so consideradas em sua totalidade. J das aes variveis, so consideradas apenas as parcelas que produzem efeitos desfavorveis para a segurana da estrutura. As aes includas em cada combinao devem ser consideradas com seus valores representativos, multiplicados pelos respectivos coeficientes de ponderao das aes. Classes de carregamento.



Classificao dos carregamentos. Carregamento normal: um carregamento de longa durao que inclui apenas aes decorrentes do uso previsto para a construo. Carregamento especial: Inclui a atuao de aes variveis de natureza especial, cujos efeitos superam em intensidade os efeitos produzidos pelas aes consideradas no carregamento normal. Exemplo: neve. Carregamento excepcional: Inclui aes excepcionais que podem provocar efeitos catastrficos (exploso, terremotos) Carregamento de construo: um carregamento transitrio e deve ser definido em cada caso particular em que haja risco de ocorrncia de estados limites ltimos. Corresponde classe de carregamento definida pela durao acumulada de situao de risco.



No projeto devem ser consideradas as seguintes situaes: situaes duradouras, transitrias e excepcionais. Situaes duradouras:Podem ter durao igual ao perodo de referencia da estrutura. Situaes transitrias: Tem durao muito menor que o perodo de vida da construo. Em casos especiais pode ser exigida a verificao da segurana em relao a estados limites de utilizao. Exemplo conserto de um telhado. Situaes excepcionais: tem durao extremadamente curta. So consideras somente na verificao da segurana em relao a estados limites ltimos.

Trs funes da estrutura 1. Recepo de carga. 2. Transmisso de carga. 3. Descarga.

Este processo chamado FLUXO DE FORAS.



CARGAS: 1. Cargas permanentes: pesos prprio, carga de uso 2. Cargas variveis : carga elica, carga de neve, presso do solo 3. Cargas de inrcia: carga de freio, carga de impacto, carga

ssmica, carga de ressonncia. 4. Foras fechadas: carga de vibrao, carga de assentamento,

carga trmica. EQUILBRIO: 1. Foras externas. 2. Momentos. 3. Foras internas.

FLUXO DE FORAS: 1. Recepo de carga. 2. Transmisso de carga. 3. Descarga de carga.

SISTEMA ESTRUTURAL



SEES ESTRUTURAIS: 1. Principais sees de estrutura: receptores de carga, condutores

de carga. 2. Sees secundarias da estrutura: carga de solo, estabilizadores. 3. Foras fechadas: carga de vibrao, carga de assentamento,

carga trmica. PLANEJAMENTO DA ESTRUTURA: 1. Planos de carga. 2. Planos de transmisso de carga. 3. Plano de descarga de carga.

ELEMENTOS DA ESTRUTURA: 1. Forma bsica. 2. Seo dos perfis. 3. Elemento de junta.

GEOMETRIA ESTRUTURAL



Diversidade de foras em estrutura

TENSO

TIPOS




DISTRIBUIO

DIREO




CORPO ESTRUTURAL

GEOMETRIA



INDUO

Cargas prprias, cargas vivas, cargas de neve, foras de vento, presso do solo, foras de massa, foras fechadas.

CONCEITOS ESSENCIAIS NO COMPORTAMENTO DAS ESTRUTURAS

Fora: a grandeza que faz com que um slido se mova ou mude sua posio ou estado (ou sua forma)





Carga: So as foras que agem sobre um slido desde o exterior, com exceo das foras reativas emanadas dos suportes do slido.

Fora Gravitacional: a fora pela qual a massa da terra consegue uma slida adequao quantidade de sua massa

Momento: o movimento giratrio induzido por um par, ou exercido por uma fora em um solido, cuio centro de movimento esta fora da direo da fora




Tenso: a fora de resistncia interna por unidade de rea, que mobilizada em um slido atravs da ao de uma forma externa.

Resistncia: a fora pela qual um slido resiste a uma deformao ou movimento induzido pela ao de uma fora externa = fora de resistncia.

Equilbrio: o estado no qual a soma total das foras agindo sobre um solido no produz nenhum movimento, significando que ela igual a zero.



Critrios para sistemas construtivos

As atividades do homem realizam-se essencialmente num plano horizontal, e por isso exigem predominantemente uma extenso horizontal no espao fechado.

As atividades do homem exigem altura espacial, no s pela liberdade de movimentos, mas especialmente para incrementar a rea til do planeta.

A extenso vertical devido ao aumento da carga do vento expe o espao fechado dinmicas horizontais que tendem a mudar a geometria do volume espacial.




O conflito de duas direes de fora gravitacional e das atividades dinmicas do homem a primeira causa da necessidade das estruturas em construo.

O conflito de duas direes de carga do vento e extenso de altura do espao fechado a segunda causa de necessidade das estruturas em construo.

Atravs das estruturas as foras gravitacionais ativas sero redistribudas em direo horizontal e, de acordo com as exigncias do volume de espao, sero transmitidas ao solo .




Atravs das estruturas as foras atuantes do vento sero redistribudas em direo vertical e, de acordo com as exigncias do volume de espao, sero transmitidas ao solo.

Sistemtica de estruturas

1. Ao da forma.

Fluxo de foras.

Tenses internas.



Sistemtica de estruturas

2. Ao vetorial

3. Ao de seo

4. Ao da superfcie

5. Ao em altura



Mecnica de redistribuio de foras

Foras de compresso e tenso (Vetor-ativo)

Foras de compresso ou tenso (Forma-ativa)




Seo de foras flexionadas (Seo cruzada)

Tenses de membrana (Superficie-ativa)




Condies complexas (Altura-ativa)



Classificao de sistemas estruturais na construo

1. Sistemas estruturais de Forma-Ativa : So sistemas flexveis, de material no rgido, nos quais a redistribuio de foras efetuada por um desenho de forma particular e caracterizada pela estabilizao da FORMA.

Sistemas de cabo. Sistemas de tenda. Sistemas pneumaticos. Sistemas de arco.

2. Sistemas estruturais de Vetor-Ativo: So sistemas de componentes

lineares curtos, slidos, retos (barras) nos quais a redistribuio de foras efetuada por divisria de vetor, ou seja por separaes multidirecionais de foras singulares (barras de compresso ou tenso)

Trelias planas Trelias planas combinadas Trelias curvas Trelias espaciais



Classificao de sistemas estruturais na construo

3. Sistemas estruturais de Seo-Ativa : So sistemas de elementos lineares rgidos, slidos- incluindo suas formas compactas como a laje nos quais a redistribuio de foras efetuada pela mobilizao das foras Secionais (internas).

Sistemas de vigas Sistemas de prticos Sistemas de malha de vigas Sistemas de lajes 4. Sistemas estruturais de Superficie-Ativa : So sistemas de planos flexveis,

mas resistentes compresso, tenso , cortes, nos quais a redistribuio de foras efetuada pela resistncia da superfcie e forma particular de superfcie.

Sistemas de placas Sistemas de placas dobradas Sistemas de casca.



Classificao de sistemas estruturais na construo 5. Sistemas estruturais de Altura-Ativa : So sistemas nos quais a

redistribuio de foras necessitada pela extenso da altura, isto o reagrupamento e fundao das cargas de pavimento e cargas de vento, efetuada por estruturas a prova de altura : Arranha-Cus.

Arranha-Cus tipo modular. Arranha-Cus de vo livre. Arranha-Cus em balano. Arranha-Cus tipo ponte. Alguns exemplos grficos de sistemas estruturais: Sistemas estruturais de Forma-ativa: 1. Sistemas de cabos paralelos.

2. Sistemas de arco.

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Alguns exemplos grficos de sistemas estruturais: Sistemas estruturais de Vetor-ativo: 1. Sistemas de Trelias planas. 2. Sistemas de Trelias espaciais.

Sistemas estruturais de Seo-ativa: 1. Sistemas de vigas continuas.

2. Sistemas de lajes com nervuras.

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Alguns exemplos grficos de sistemas estruturais: Sistemas estruturais de Superficie-ativa: 1. Sistemas de placas com vo nico. 2. Sistemas de cascas.

Sistemas estruturais de altura-ativa: 1. Arranha-Cus tipo modular. 2. Arranha-Cus vo livre com pilares Estabilizados.

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Bibliografia [1] Sistemas de edificaes e exemplos. Universidade estadual de campinas. Maria Francisca Suassuna, Rafael Bezerra Rodrigues, Nilson Tadeu Mascia. [2] Sistemas estruturais, Heino Engel. 1997

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