Sistemas estruturaisPROFESSOR: JORGE ELIÉCER CAMPUZANO CARMONA Semestre 1 de 2015 Ações e carregamento 1 Teoria das estruturas Ações São as causas que provocam o aparecimento de esforços ou deformações nas estruturas. Em relação ao tempo as ações, podem ser dos seguintes tipos: Ações permanentes: são aquelas que ocorrem com valores constantes ou de pequena variação em torno de um valor médio, durante toda vida da construção. Exemplos: peso próprio da estrutura. Ações variáveis: são aquelas cujos valores variam significativamente durante toda a vida da construção. Exemplos: cargas acidentais (vento). Ações excepcionais: são aquelas que tem duração extremamente curta e muito baixa probabilidade de ocorrência durante a vida da construção entretanto, devendo ser consideradas no projeto de determinadas estruturas. Exemplo: terremotos. Ações e carregamento 2 Classes de carregamento. Já das ações variáveis.Teoria das estruturas Combinações de ações. são consideradas apenas as parcelas que produzem efeitos desfavoráveis para a segurança da estrutura. multiplicados pelos respectivos coeficientes de ponderação das ações. As ações permanentes são consideradas em sua totalidade. Ações e carregamento 3 . As ações incluídas em cada combinação devem ser consideradas com seus valores representativos. Teoria das estruturas Classificação dos carregamentos. Exemplo: neve. Corresponde â classe de carregamento definida pela duração acumulada de situação de risco. terremotos) Carregamento de construção: È um carregamento transitório e deve ser definido em cada caso particular em que haja risco de ocorrência de estados limites últimos. Ações e carregamento 4 . cujos efeitos superam em intensidade os efeitos produzidos pelas ações consideradas no carregamento normal. Carregamento normal: É um carregamento de longa duração que inclui apenas ações decorrentes do uso previsto para a construção. Carregamento excepcional: Inclui ações excepcionais que podem provocar efeitos catastróficos (explosão. Carregamento especial: Inclui a atuação de ações variáveis de natureza especial. Situações duradouras:Podem ter duração igual ao período de referencia da estrutura. Em casos especiais pode ser exigida a verificação da segurança em relação a estados limites de utilização. Situações transitórias: Tem duração muito menor que o período de vida da construção. Ações e carregamento 5 . São consideras somente na verificação da segurança em relação a estados limites últimos. Situações excepcionais: tem duração extremadamente curta.Teoria das estruturas No projeto devem ser consideradas as seguintes situações: situações duradouras. transitórias e excepcionais. Exemplo conserto de um telhado. Transmissão de carga. Recepção de carga. Ações e carregamento 6 .Sistemas estruturais Três funções da estrutura 1. 2. Este processo é chamado FLUXO DE FORÇAS. 3. Descarga. Cargas variáveis : carga eólica. Ações e carregamento 7 . carga sísmica. Transmissão de carga. 2. 4. carga de assentamento. 2. carga de impacto. FLUXO DE FORÇAS: 1. pressão do solo 3. Forças internas. Descarga de carga. 3. Cargas de inércia: carga de freio. Cargas permanentes: pesos próprio. carga de neve. Recepção de carga.Sistemas estruturais SISTEMA ESTRUTURAL CARGAS: 1. 3. carga de ressonância. carga térmica. EQUILÍBRIO: 1. carga de uso 2. Forças fechadas: carga de vibração. Forças externas. Momentos. estabilizadores. carga térmica. PLANEJAMENTO DA ESTRUTURA: 1. ELEMENTOS DA ESTRUTURA: 1. 3. Seção dos perfis. Principais seções de estrutura: receptores de carga. 3. Planos de transmissão de carga.Sistemas estruturais GEOMETRIA ESTRUTURAL SEÇÕES ESTRUTURAIS: 1. 2. Seções secundarias da estrutura: carga de solo. Forma básica. carga de assentamento. 3. condutores de carga. Ações e carregamento 8 . 2. Forças fechadas: carga de vibração. Plano de descarga de carga. 2. Elemento de junta. Planos de carga. Sistemas estruturais Diversidade de forças em estrutura TIPOS TENSÃO Ações e carregamento 9 . Sistemas estruturais Diversidade de forças em estrutura DIREÇÃO DISTRIBUIÇÃO Ações e carregamento 10 . Sistemas estruturais Diversidade de forças em estrutura CORPO ESTRUTURAL GEOMETRIA Ações e carregamento 11 . pressão do solo. cargas de neve. forças de massa. cargas vivas.Sistemas estruturais Diversidade de forças em estrutura INDUÇÃO Cargas próprias. CONCEITOS ESSENCIAIS NO COMPORTAMENTO DAS ESTRUTURAS Força: é a grandeza que faz com que um sólido se mova ou mude sua posição ou estado (ou sua forma) Ações e carregamento 12 . forças fechadas. forças de vento. Sistemas estruturais CONCEITOS ESSENCIAIS NO COMPORTAMENTO DAS ESTRUTURAS Carga: São as forças que agem sobre um sólido desde o exterior. ou exercido por uma força em um solido. com exceção das forças reativas emanadas dos suportes do sólido. Força Gravitacional: É a força pela qual a massa da terra consegue uma sólida adequação à quantidade de sua massa Momento: É o movimento giratório induzido por um par. cuio centro de movimento esta fora da direção da força Ações e carregamento 13 . Ações e carregamento 14 .Sistemas estruturais CONCEITOS ESSENCIAIS NO COMPORTAMENTO DAS ESTRUTURAS Tensão: É a força de resistência interna por unidade de área. significando que ela é igual a zero. Resistência: É a força pela qual um sólido resiste a uma deformação ou movimento induzido pela ação de uma força externa = força de resistência. que é mobilizada em um sólido através da ação de uma forma externa. Equilíbrio: É o estado no qual a soma total das forças agindo sobre um solido não produz nenhum movimento. A extensão vertical devido ao aumento da carga do vento expõe o espaço fechado á dinâmicas horizontais que tendem a mudar a geometria do volume espacial. mas especialmente para incrementar a área útil do planeta. não só pela liberdade de movimentos.Sistemas estruturais Critérios para sistemas construtivos As atividades do homem realizam-se essencialmente num plano horizontal. Ações e carregamento 15 . As atividades do homem exigem altura espacial. e por isso exigem predominantemente uma extensão horizontal no espaço fechado. de acordo com as exigências do volume de espaço. O conflito de duas direções de carga do vento e extensão de altura do espaço fechado é a segunda causa de necessidade das estruturas em construção.Sistemas estruturais Critérios para sistemas construtivos O conflito de duas direções de força gravitacional e das atividades dinâmicas do homem é a primeira causa da necessidade das estruturas em construção. Através das estruturas as forças gravitacionais ativas serão redistribuídas em direção horizontal e. serão transmitidas ao Ações e carregamento 16 solo . . Sistemas estruturais Critérios para sistemas construtivos Através das estruturas as forças atuantes do vento serão redistribuídas em direção vertical e. Ações e carregamento 17 . Sistemática de estruturas 1. serão transmitidas ao solo. Fluxo de forças. de acordo com as exigências do volume de espaço. Ação da forma. Tensões internas. Ação da superfície Ações e carregamento 18 . Ação de seção 4. Ação em altura 3.Sistemas estruturais Sistemática de estruturas 2. Ação vetorial 5. Sistemas estruturais Mecânica de redistribuição de forças Forças de compressão ou tensão (Forma-ativa) Forças de compressão e tensão (Vetor-ativo) Ações e carregamento 19 . Sistemas estruturais Mecânica de redistribuição de forças Seção de forças flexionadas (Seção cruzada) Tensões de membrana (Superficie-ativa) Ações e carregamento 20 . Sistemas estruturais Mecânica de redistribuição de forças Condições complexas (Altura-ativa) Ações e carregamento 21 . Sistemas estruturais de Forma-Ativa : São sistemas flexíveis. • Sistemas pneumaticos. • Sistemas de arco. sólidos. de material não rígido. Sistemas estruturais de Vetor-Ativo: São sistemas de componentes lineares curtos. 2. nos quais a redistribuição de forças é efetuada por um desenho de forma particular e caracterizada pela estabilização da FORMA. retos (barras) nos quais a redistribuição de forças é efetuada por divisória de vetor. • Sistemas de cabo.Sistemas estruturais Classificação de sistemas estruturais na construção 1. ou seja por separações multidirecionais de forças singulares (barras de compressão ou tensão) • Treliças planas • Treliças planas combinadas • Treliças curvas Ações e carregamento 22 • Treliças espaciais . • Sistemas de tenda. nos quais a redistribuição de forças é efetuada pela resistência da superfície e forma particular de superfície. Sistemas de vigas Sistemas de pórticos Sistemas de malha de vigas Sistemas de lajes 4. tensão . Sistemas estruturais de Seção-Ativa : São sistemas de elementos lineares • • • • rígidos. mas resistentes à compressão. sólidos.Sistemas estruturais Classificação de sistemas estruturais na construção 3. Ações e carregamento 23 . • Sistemas de placas • Sistemas de placas dobradas • Sistemas de casca.incluindo suas formas compactas como a laje nos quais a redistribuição de forças é efetuada pela mobilização das forças Secionais (internas). cortes. Sistemas estruturais de Superficie-Ativa : São sistemas de planos flexíveis. isto é o reagrupamento e fundação das cargas de pavimento e cargas de vento. Sistemas estruturais de Altura-Ativa : São sistemas nos quais a redistribuição de forças necessitada pela extensão da altura. • Arranha-Céus tipo ponte. Sistemas de cabos paralelos.Sistemas estruturais Classificação de sistemas estruturais na construção 5. 2. • Arranha-Céus tipo modular. Sistemas de arco. Alguns exemplos gráficos de sistemas estruturais: Sistemas estruturais de Forma-ativa: 1. é efetuada por estruturas a prova de altura : Arranha-Céus. Ações e carregamento 24 . 1 2 • Arranha-Céus de vão livre. • Arranha-Céus em balanço. 1 2 Sistemas estruturais de Seção-ativa: 1. 2. Sistemas de Treliças planas. 2.Sistemas estruturais 2 1 Alguns exemplos gráficos de sistemas estruturais: Sistemas estruturais de Vetor-ativo: 1. Sistemas de vigas continuas. Sistemas de lajes com nervuras. Ações e carregamento 25 . Sistemas de Treliças espaciais. Ações e carregamento 26 . Arranha-Céus vão livre com pilares Estabilizados. 2. 2. Sistemas de placas com vão único. 1 2 Sistemas estruturais de altura-ativa: 1.Sistemas estruturais Alguns exemplos gráficos de sistemas estruturais: 1 2 Sistemas estruturais de Superficie-ativa: 1. Arranha-Céus tipo modular. Sistemas de cascas. Universidade estadual de campinas. Rafael Bezerra Rodrigues.Teoria das estruturas Bibliografia [1] Sistemas de edificações e exemplos. Maria Francisca Suassuna. Nilson Tadeu Mascia. 1997 Ações e carregamento 27 . [2] Sistemas estruturais. Heino Engel.