SISTEMAS
ESTRUTURAIS
ENGENHARIA CIVIL
Prof. Dr. Lívio Túlio Baraldi
Fontes:
Sales J.J., et all – Sistemas Estruturais – EESC/USP;
Rebello Y.C.P. – A concepção estrutural e a arquitetura – Zigurate.
1 – Elementos estruturais
•
•
Toda construção necessita de uma estrutura
suporte, que por sua vez necessita de projeto,
planejamento e execução própria;
Estrutura em uma construção: função prioritária
de garantir a forma espacial idealizada, com
segurança, por um determinado período de
tempo.
1.1 Definições básicas
•
•
Estruturas ou sistemas estruturais podem ser
entendidas como disposições racionais e
adequadas de diversos elementos estruturais;
Elementos estruturais: corpos sólidos
deformáveis com capacidade de receber e de
transmitir solicitações em geral.
– Linear: duas dimensões da mesma ordem de
grandeza e bem menores que a terceira (Barras);
– Superfície: duas dimensões da mesma ordem de
grandeza e bem maiores que a terceira;
– Volume: três dimensões da mesma ordem de
grandeza.
1.2 Estruturas lineares
•
•
Formadas por uma ou mais barras (vigas, pilares,
arcos, pórticos, grelhas, etc.);
Definições básicas:
– Eixo de uma barra;
– Seção transversal de uma barra;
– Barra reta ou barra curva:
1.2.1 Vigas
•
São estruturas lineares, dispostas
horizontalmente ou inclinadas, com um ou mais
apoios.
1.2.2 Treliças
•
São estruturas lineares constituídas por barras
retas, dispostas de modo a formar painéis
triangulares, e solicitadas predominantemente por
tração ou compressão.
•
Painel: trecho de uma estrutura linear
compreendido entre dois alinhamentos
consecutivos de montantes;
Nó: junção das extremidades das barras de uma
estrutura linear;
Viga treliçada: treliça de banzos paralelos;
Tesoura: treliça de banzos não paralelos,
destinada ao suporte de uma cobertura.
•
•
•
1.2.3 Pilares
•
São barras onde predominam forças normais de
compressão. Com seção circular, recebem a
denominação de colunas.
1.2.4 Pórticos
•
São estruturas lineares planas, não sendo
constituídas de barra única de eixo teoricamente
retilíneo.
Pórticos planos simples
Pórtico plano de andares múltiplos
Pórtico espacial
1.2.5 Grelhas
•
As grelhas são constituídas por estruturas
lineares (vigas), situadas em um mesmo plano,
formando uma malha que recebem solicitações
não coplanares.
F
F
1.2.6 Estruturas Pênseis
•
São estruturas lineares cujos elementos
principais são constituídos por cabos.
– Fio: barras que só podem resistir a solicitações de
tração segundo seu eixo;
– Cabo: conjunto de fios;
– Rede: estrutura linear não plana, cujas barras se
dispõem de modo que seus eixos se situam em
uma superfície homeoforma do plano.
1.2.7 Arcos
•
São barras curvas, em que os esforços
solicitantes predominantes são forças normais de
compressão, agindo simultaneamente ou não,
com momentos fletores.
1.3 Estruturas de superfície
•
São definidas a partir de sua superfície média e
lei de variação da sua espessura. Destacam-se
as placas, chapas e cascas.
– Chapa: folha plana sujeita a esforços apenas no
seu plano médio;
– Viga-parede: chapa disposta verticalmente sobre
apoios isolados;
– Placa: folha plana sujeita principalmente a esforços
fora do seu plano médio.
Chapa
Viga-parede
Placa (laje)
– Casca: folha curva sujeita a esforços no seu plano
médio;
– Abóboda: casca cilíndrica sujeita principalmente a
esforços normais de compressão.
– Cúpula: casca de dupla curvatura sujeita
principalmente a esforços de compressão;
– Folha prismática: folha poliédrica de arestas
paralelas.
1.4 Estruturas de bloco
•
São elementos estruturais comumente
empregados nas fundações das construções ou
também em grandes obras, como barragens.
1.5 Exercícios
1.
2.
3.
4.
Defina: sistema estrutural, elemento estrutural
e elemento de barra, superfície e volume;
Desenhe alguns tipos de vigas;
Desenhe e identifique os elementos de uma
treliça;
Descreva o comportamento estrutural de uma
placa e chapa.