Origem das estruturas - EDIFICA ações · transferência das forças horizontais para os elementos...

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IF‐SUL ‐ Técnicas Construtivas – Profa. Carol Barros

Origem das estruturas...

Homem

Sobrevivência

Agua, alimentos, proteção

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Abrigo e Proteção

Blocos (tijolos)

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Alvenaria

No Egito, primerio sistema de alvenaria.

Alvenaria portante de carga, onde cada bloco sustenta o que está acima formando as pirâmides.

Blocos de Pedra Calcária =

(cal + areia)

Pórticos(viga/pilar)

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stonehenge


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Arcos

Arcos

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Arcos

Arcos

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Arcos

Arcos

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Cúpulas

Havia sempre um anel no centro e arcos para sustentar a estrutura

Avanços Tecnológicos

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Edificações (pórticos)

Edificações pré-moldadas (pilar/viga) em concreto ou metal.

Edificações (pórticos)

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Edificações (arcos)

Edificações (cúpulas)

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Por enquanto podemos concluir…

Os sistemas estruturais dependem:

• Disponibilidade de materiais!!

• Nível de conhecimento!!

• Forma de expressão cultural, social, econômica ereligiosa das sociedades!!

• Sistemas atuais são os sistemas primitivos aprimorados!!

CONCEITOS FUNDAMENTAIS

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FUNÇÃO DAS ESTRUTURAS

Suporte material para o transporte de esforços.

ESTRUTURA – Caminho das forças.

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FORÇAS EXTERNAS ‐ ATIVAS

O primeiro fator a ser considerado quando da execução doprojeto estrutural de uma obra são os carregamentos nelaatuantes.

Carregamento: qualquer influência que causa forças ou

deformações em uma estrutura.

As forças externas que atuam nas estruturas são

denominadas cargas.

FORÇAS EXTERNAS - ATIVAS

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CARGAS PERMANENTES

CARGAS ACIDENTAIS


CARGAS PERMANENTES: ocorrem ao longo de toda a vidaútil. Sua intensidade, direção e sentido podem serdeterminados com grande precisão.

‐ Peso próprio da estrutura;

‐ Peso das paredes;

‐ Peso dos revestimentos.

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CARGAS PERMANENTES

Exemplos:

Peso específico da parede = 170Kgf/m²

Peso específico do concreto = 2500Kgf/m³

CARGAS ACIDENTAIS: ocorrem eventualmente. São maisdifíceis de serem determinadas com precisão.

‐ Peso das pessoas;

‐ A força de frenagem de veículos;

‐ O peso de móveis especiais;

‐ Peso do mobiliário.


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CARGAS ACIDENTAIS

Exemplos:

NORMAS

Cargas sobre pisos residenciais = 150Kgf/m²

Cargas sobre pisos de lojas = 400Kgf/m²


DISTRIBUIÇÃO DAS CARGAS NAS ESTRUTURAS

CARGAS UNIFORMES: têm a mesma intensidade ao longo doelemento estrutural.

CARGAS VARIÁVEIS: sua intensidade varia ao longo doelemento estrutural.

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CARGAS UNIFORMES


CARGAS VARIÁVEIS

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CONCENTRADO

DISTRIBUÍDO/m

DISTRIBUÍDO/m²

DISTRIBUIÇÃO DAS CARGAS NAS ESTRUTURAS Concentrado: Representa uma força aplicada em um único

ponto da estrutura.

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DISTRIBUIÇÃO DAS CARGAS NAS ESTRUTURAS EXEMPLOS: Força concentrada sobre uma laje: um cofre no meio de uma

sala

DISTRIBUIÇÃO DAS CARGAS NAS ESTRUTURAS EXEMPLOS: Força concentrada sobre uma viga: reação de outra viga

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EXEMPLOS:

Força concentrada sobre uma viga: pilar sobre uma viga


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EXEMPLOS:

Força concentrada sobre uma viga: pilar sobre uma viga


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DISTRIBUIÇÃO DAS CARGAS NAS ESTRUTURAS EXEMPLOS: Força concentrada sobre

um pilar: reação das vigas que se apóiam nos pilares

DISTRIBUIÇÃO DAS CARGAS NAS ESTRUTURAS EXEMPLOS: Força concentrada sobre a fundação:

carga do pilar que chega na fundação

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DISTRIBUIÇÃO DAS CARGAS NAS ESTRUTURAS Distribuído/m: Representa uma força distribuída sobre uma

linha da estrutura.

DISTRIBUIÇÃO DAS CARGAS NAS ESTRUTURAS EXEMPLOS: Força distribuída/m sobre uma laje: peso de uma parede de

alvenaria

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DISTRIBUIÇÃO DAS CARGAS NAS ESTRUTURAS EXEMPLOS: Força distribuída/m sobre uma viga: peso de uma parede de

alvenaria


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Força distribuída/m

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DISTRIBUIÇÃO DAS CARGAS NAS ESTRUTURAS Distribuído/m²: Representa uma força distribuída sobre uma

superfície da estrutura

DISTRIBUIÇÃO DAS CARGAS NAS ESTRUTURAS EXEMPLOS:

Força distribuída/m² sobre uma laje: peso das pessoas

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ESFORÇOS INTERNOS

Esforço Normal: Ocorre quando a resultante das forças éperpendicular à seção transversal

TRAÇÃO OU COMPRESSÃO

ESFORÇOS INTERNOS

TRAÇÃO : Ocorre quando há duas forças na mesma direção,

puxando em sentidos opostos.

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ESFORÇOS INTERNOS

ESFORÇOS INTERNOS

TRAÇÃO

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ESFORÇOS INTERNOS COMPRESSÃO : Ocorre quando há duas forças na mesma

direção empurrando em sentidos opostos

ESFORÇOS INTERNOS

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ESFORÇOS INTERNOS

COMPRESSÃO

ESFORÇOS INTERNOS

Convenção de sinais

Compressão

Tração

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ESFORÇOS INTERNOS Momento Fletor : Ocorre quando há carregamento

transversal entre os apoios. Tendência ao encurvamento.

ESFORÇOS INTERNOS

Momento Fletor

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ESFORÇOS INTERNOS

Momento Fletor

Momento Torçor : Ocorre quando há giro nas extremidadesem direções opostas

ESFORÇOS INTERNOS

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Momento torçor

ESFORÇOS INTERNOS

Esforço Cortante : Ocorre quando há o escorregamento entre

seções paralelas devido à forças paralelas.

ESFORÇOS INTERNOS

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CISALHAMENTO

ESFORÇOS INTERNOS

EXEMPLOS

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EXEMPLOS

EXEMPLOS

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EXEMPLOS

EXEMPLOS

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DEFINIÇÃO DE ESTRUTURAS

ELEMENTOS

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Elementos

ESTRUTURA COMO CAMINHO DAS FORÇAS

ESTRUTURA : Conjunto de elementos que torna-se o caminho pelo qual as forças devam transitar até chegar ao seu destino final, o solo.

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Função da Estrutura ?????

Propiciar um “caminho” seguro e adequado para as cargas atuantes até a fundação!!!!

Principais Requisitos de uma Estrutura ??

Segurança Estética Economia Durabilidade Funcionalidade...

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QUAL A MELHOR SOLUÇÃO ESTRUTURAL ??

Aquela que melhor atender a determinados pré-requisitos!!

Estéticos Construtivos Funcionais Econômicos....

CONCEBER A ESTRUTURA ???

É compreender qual(is) sistema(s) e material(is) é o mais adequado a resistir e conduzir as cargas ao solo!

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A FORMA E A ESTRUTURA

A FORMA E A ESTRUTURA

CONCEBERCompreender, entender e ser capaz deexplicar a estrutura.

DIMENSIONARCalcular, quantificar para que a estruturaseja capaz de suportar as condições detrabalho às quais estará submetida.

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CONCEPÇÃO ESTRUTURAL

A Concepção Estrutural consiste na escolha do sistema estrutural

e no arranjo dos elementos que o constituem.

Sistemas Estruturais: Alvenaria Estrutural, Estrutura Metálica em Aço,

Concreto Pré-moldado e Concreto Moldado no Local, com os

pavimentos podendo ser em Laje Maciça com Vigas, Laje Nervurada e

Laje sem Vigas etc.

Programas de cálculo não fazem a Concepção Estrutural .

Trabalho conjunto dos profissionais envolvidos.

INTRODUÇÃO

CONCEPÇÃO ESTRUTURALCLASSIFICAÇÃO DOS ELEMENTOS

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VIGASapoio para as lajes ou outras vigas e paredes.

elementos de transição >>>>>> recebem cargas concentradas de

pilares.

travar elementos de fundação.

FUNÇÃO DOS ELEMENTOS

CONCEPÇÃO ESTRUTURALFUNÇÃO DOS ELEMENTOS

P2

P1

P3

VIGA DE TRANSIÇÃO

VIGAS

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VIGAS

VTi

P1 P2 P3 P4

VTi

VTi

VTi

VC


PILARES- receber os esforços provenientes de vigas e lajes e transmiti-los

aos elementos de fundação.

- vigas e pilares formam

pórticos que resistem às

ações horizontais

- Estabilidade Global do Edifício


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LAJESreceber as ações verticais – permanentes ou acidentais – atuantes nos

pavimentos e coberturas.

transferência das forças horizontais para os elementos de

contraventamento (pórticos e núcleos resistentes), mediante esforços

atuando no plano do pavimento Efeito Diafragma.

elemento de fundação direta “Radier”



LAJES: Radier da Torre Norte do Centro Empresarial Nações Unidas, em

São Paulo.


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PAREDES ESTRUTURAISestruturas laminares planas verticais apoiadas de modo contínuo

em toda a sua base, sendo que o comprimento da seção

transversal é maior do que cinco vezes a largura.

cortinas de edifícios de concreto armado apoiadas sobre sapatas

corridas.

paredes de reservatórios que estão em contato com o solo.



PAREDES ESTRUTURAISpilar-parede é um exemplo de parede estrutural, sendo calculado

como pilar mas com disposições particulares relativas às paredes.

usado como núcleo enrijecedor do edifício Estabilidade Global

do Edifício.


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VIGAS-PAREDE:

estruturas laminares planas verticais apoiadas isoladamente (blocos

de fundação, sapatas ou pilares), com altura total no mínimo igual a

metade do comprimento do vão para vigas-parede de um tramo

simplesmente apoiado.

exemplo de vigas-parede são as paredes de reservatórios.

vigas-parede vigas vigas de grande altura.



CASCASestruturas laminares não planas, resistentes pela forma e não pela

massa.

exemplos de cascas são: reservatórios com grande capacidade de

armazenamento, silos, coberturas de grandes vãos e até mesmo

barragens de usinas hidrelétricas.


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CASCAS: Reservatórios com cobertura em casca.





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CONSOLOS:elementos estruturais que se projetam de pilares ou paredes para servir

de apoio para outras partes da estrutura ou para cargas de utilização.



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ESCADAS:elementos compostos por outros elementos estruturais (lances

formados por lajes que, por sua vez, se apóiam nas vigas

posicionadas nas extremidades das escadas.

elemento de passagem entre níveis diferentes.



ESCADAS:


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MUROS DE ARRIMOestruturas de contenção de terrenos e, portanto, estão submetidos a

empuxo de terra.

atentar para a possibilidade de saturação do terreno que irá

aumentar a ação horizontal sistema de drenagem.



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