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Estrutura em Engenharia Civil
Em Engenharia Civil, a estrutura nada mais é do que o caminho pelo qual as forças que atuam sobre ela devem transitar até chegar ao seu destino final.
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Solução Estrutural – qual é a melhor?
Exemplo: Estrutura para apoiar uma estátua
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Quem concebe a Estrutura?
A concepção da estrutura é anterior ao seu dimensionamento, ou seja à sua quantificação.
Existe forma sem estrutura?
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Quem concebe a Estrutura?
O que é então a função do arquiteto?
Qual é o risco que o criador de formas corre quando não se preocupa com a concepção estrutural?
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Exemplos de Estruturas
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CIV 1111
• Nesta disciplina, nós vamos: – Estudar formas estruturais usando uma abordagem
arquitetônica.
– Aprender métodos básicos de análise e dimensionamento de estruturas.
• Objetivos do disciplina:
– Desenvolver o entendimento fundamental do comportamento de estruturas.
– Aprender conceitos básicos de análise de estruturas.
– Aprender conceitos fundamentais de dimensionamento de estruturas.
• Porque esta disciplina é importante?
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A Geometria dos Elementos Estruturais
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Capacidade de Suportar Cargas
• Uma folha de papel não é capaz de suportar a si mesma em seu plano.
• Conclusão:
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Capacidade de Suportar Cargas (cont.)
Elementos estruturais podem ser usados isoladamente ou agrupados.
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Classificação dos Elementos Estruturais
Quanto às suas relações geométrica os elementos estruturais podem ser classificados como:
Bloco:
Barra:
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Classificação dos Elementos Estruturais (cont.)
Lâmina: duas das dimensões prevalecem em relação a uma terceira dimensão.
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Tipos de Elementos Estruturais
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Tirantes
• Projetados para resistir forças de tração
Seções transversais típicas:
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Colunas
• Projetadas para resistir forças compressivas
Aço
Concreto Armado
Seções transversais típicas:
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Tipos de Estruturas
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Estruturas sob Tensão
Ponte pênsil Ponte estaiada
Cabos
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Estruturas sob Compressão
Arcos
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Treliças
rótulas
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Pórticos
Conexão
rígida
Rótula
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Conceitos Básicos sobre Forças
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O que é força?
A ideia de força está ligada às noções de massa, aceleração (alteração de velocidade), direção e sentido. Matematicamente, define-se força
Exemplo:
Força é uma grandeza vetorial. Portanto, para ser caracterizada é necessário saber a sua intensidade, direção e sentido.
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Forças que atuam em estruturas
• Porque é importante conhecer as forças que atuam nas estruturas?
• Forças externas que atuam nas estruturas são denominadas cargas.
• Alguma cargas atuam na estrutura durante toda a sua vida útil, enquanto outras ocorrem esporadicamente.
– Cargas permanentes:
– Cargas acidentais:
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Distribuição de Forças nos Elementos Estruturais
• Cargas podem atuar:
– De maneira uniforme sobre a estrutura
– Variar de intensidade ao longo do elemento estrutural.
• Cargas uniformes ou uniformemente distribuídas:
• Geometria das cargas:
a) Cargas superficiais:
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Distribuição de Forças nos Elementos Estruturais
b) Cargas lineares:
c) Cargas concentradas ou pontuais:
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Projeto Estrutural
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Projeto Estrutural
Projeto Conceitual
Projeto Preliminar
Estimativa das Cargas Estruturais
Análise Estrutural
A estrutura satisfaz os requisitos de resistência e
condições em serviço?
Sim
Fase de Construção
Revisão do Projeto Estrutural
Não
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Como é feita a análise estrutural?
• Modelos são construídos para representar o problema.
Modelo Estrutural
Modelo Físico Simplificado
Modelo Matemático
Modelo Arquitetônico
Problema Real de Arquitetura/Engenharia
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Modelo Arquitetônico
Modelo Estrutural
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Modelo Estrutural Simplificado e Análise Estrutural
Deformações
Forças de Reação
Momentos e
Forças Internos
Coluna
Viga
Contraventamento
Fundação