MINISTÉRIO DA EDUCAÇÃO
UNIVERSIDADE FEDERAL DE MATO GROSSO
PRÓ-REITORIA DE ENSINO DE GRADUAÇÃO
PROGRAMA DE DISCIPLINA
CÓDIGO
DISCIPLINA
CARGA HORÁRIA
30124212
SISTEMAS ESTRUTURAIS
Total
Teórica
Prática
90 h
-
-
CARGA HORÁRIA SEMANAL: 3 horas
DEPTO OFERTANTE
Engenharia Civil
CURSO
Engenharia Sanitária e
Ambiental
Seriado
X
REGIME
Crédito
N.º Créditos
-
OBJETIVO
Fornecer subsídios para a compreensão dos materiais: aço, madeira e concreto armado no que
diz respeito a sua utilização como elemento estrutural em construções, apresentando noções para
o cálculo e dimensionamento desses elementos.
EMENTA
AÇO E MADEIRA: Introdução: histórico, aplicações, obtenção, classificação e caracterização.
Considerações quanto aos métodos de dimensionamento. Noções de aços e segurança. Aspectos
normativos e especificações. Sistemas e processos construtivos de obras em aço e madeira.
Dimensionamento de barras sob tração, compressão, flexão e cisalhamento. Ligações.
CONCRETO ARMADO: Introdução: conceitos gerais, histórico, estados de tensões,
caracterização dos estádios, materiais empregados. Características e propriedades dos materiais.
Sistemas estruturais: Componentes das estruturas, critérios para dimensionamento e avaliação de
esforços. Dimensionamento nos estádios II e III. Aspectos do detalhamento de lajes, vigas,
pilares, sapatas e caixa d’água.
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
Item Conteúdo
I
- ESTRUTURAS DE MADEIRA
1 – Madeira como material estrutural, classificação das árvores; fisiologia; estrutura interna
da madeira; componentes químicos da madeira;
2 – Propriedades das madeiras: densidade, resistência, rigidez e umidade. Condições de
referência: condição padrão de referência; condições especiais de emprego; classes de
serviços. Caracterização das propriedades das madeiras: caracterização completa da
resistência da madeira; caracterização mínima da resistência de espécies pouco
conhecidas; caracterização simplificada da resistência de espécies pouco conhecidas;
caracterização simplificada da resistência; caracterização da rigidez da madeira. Classe de
resistência. Valores representativos: valores médios; característicos; de cálculo;
coeficientes de modificação; de ponderação para estados limites últimos; de ponderação
para estados limites de utilização; estimativa de resistência característica; investigação
direta da resistência; estimativa da rigidez.
II
3 – Considerações de projeto das estruturas de madeira. Introdução: componentes do
projeto. Hipóteses de segurança. Estados limites últimos: ações, carregamentos e esforços
atuantes em estados limites últimos, critérios gerais, carregamentos das construções
correntes com duas cargas acidentais de naturezas diferentes, combinações últimas nas
construções correntes com duas cargas acidentais de naturezas diferentes. Esforços
resistentes em estados limites últimos: critérios gerais, tração paralelas às fibras, tração
normal às fibras, compressão normal às fibras, resistência de embutimento, valores de
cálculo, resistências usuais de cálculo, resistência a tensões inclinadas em relação às
fibras das madeiras. Solicitações normais: tração, compressão, flexão simples reta, flexão
simples oblíqua, flexo – tração e flexo – compressão. Solicitações tangenciais:
cisalhamento longitudinal em vigas, cargas concentradas junto a apoios diretos, vigas
entalhadas, torção. Estabilidade: excentricidade acidental mínima, compressão de peças
esbeltas, estabilidade lateral das vigas de seção retangular.
4 – Ligações em estruturas de madeira. Ligações mecânicas, excêntricas e com cola.
Critérios de dimensionamento das ligações: resistência de embutimento da madeira.
Ligações com pinos, pré-furação das ligações pregadas, pré-furação das ligações
parafusadas, resistência dos pinos, ligações com cavilhas, pré-furação das ligações com
cavilhas, resistência de uma cavilha, ligações com conectores e ligações com anéis
metálicos.
5 – Estados limites de utilização: critérios gerais, estados limites a considerar, critério de
verificação de segurança.
6 – Disposições construtivas e qualidade das estruturas da madeira: disposições gerais,
dimensões mínimas, dimensões mínimas das seções transversais, diâmetros mínimos de
pinos ou cavilhas, diâmetros mínimos das arruelas, espessura mínima das chapas de aço,
esbeltez máxima, contra-flecha. Classificação das peças de madeira serrada, durabilidade
da madeira.
ESTRUTURAS DE AÇO
1 – Tipos e propriedades dos aços estruturais. Definições. Notícia histórica. Processo de
fabricação. Tratamento técnico. Tipos de aços estruturais. Perfis estruturais. Fios trefilados
e cabos. Propriedades mecânicas dos aços: ensaios de tração e cisalhamento simples em
temperatura atmosférica, resistência do aço sob tensões combinadas, dureza, ductilidade,
tenacidade e resistência, efeito de baixa temperatura, ruptura frágil, efeito de temperatura
elevada, fadiga.
2 – Processos de cálculo das estruturas metálicas. Normas técnicas para as estruturas
metálicas. Teorias elásticas e plásticas do dimensionamento: em regime elástico em
regime plástico, coeficiente de segurança, conceito de rótula plástica.
3 – Solicitações normais. Peças tracionadas: tipos construtivos; critérios de
dimensionamento; seção líquida. Dimensionamento de peças comprimidas – flambagem:
seções transversais de peças comprimidas; flambagem; flambagem inelástica; limites de
esbeltez de pilares; flambagem global e local. Cálculo de perfis compostos à flambagem.
Flambagem à flexão composta no plano do momento fletor.
4 – Ligações com conectores: tipos; critérios de projeto de rebites, dos parafusos comuns
e dos parafusos de alta resistência; fadiga dos conectores. Disposições construtivas: tipos
de emendas; ligações excêntrica por corte; conectores solicitados a tração simples e a
tração e corte.
5 – Ligações com solda. Processos construtivos. Tipos de eletrodos. Soldabilidade dos
aços estruturais; defeitos, controle e inspeção da solda. Tipos de ligação por solda:
posições de soldagem com eletrodo; tipos de solda. Elementos construtivos para projeto.
Tensões combinadas de cisalhamentoe tração ou compressão. Dimensionamento das
ligações soldadas no estado limite.
6 – Projeto de estruturas simples. Projetos de viga de alma cheia: cálculo no estado limite
das vigas com inrigecedores. Projeto de viga em treliça.
III
ESTRUTURAS DE CONCRETO ARMADO
1 – Introdução ao estudo do concreto armado. Resumo histórico. O material de construção
concreto armado. Propriedades do concreto simples. Propriedades dos aços para
armaduras de peças de concreto armado.
2 – Estado limite último de ruptura ou de alongamento plástico excessivo. Flexão simples e
flexão composta. Fundamentos: solicitações normais. Estados últimos. Hipóteses básicas:
manutenção da seção plana. Solidariedade dos materiais. Encurtamentos últimos do
concreto. Alongamento das armaduras. Diagrama das tensões parábola – retângulo.
Diagrama retangular de tensões. Casos de solicitação: domínios de deformação. Domínio
1, 2, 3, 4, 4 A e 5. Diagrama de cálculo dos aços: propriedades gerais, aços classe A e B.
Valores de cálculo: aços classe A e B, valores limites.
3 – Seções retangulares. Tração simples e tração com pequena excentricidade (domínio
1): condições de equilíbrio, cálculo de verificação,cálculo de dimensionamento. Flexão
simples. Cálculo prático. Variáveis adimensionais. Armadura simples. Tabelas
adimensionais. Variáveis adimensionais. Armadura dupla. Variáveis dimensionais. Tabela
tipo k. Organização das tabelas dimensionais. Formulários. Exemplo de dimensionamento.
Exemplos de verificação. Seção submetida a momentos de sentidos contrários. Flexão
simples e flexão composta com grande excentricidade (domínio 2, 3, 4 e 4 A): condições
de equilíbrio. Propriedades básicas das seções retangulares. Equações adimensionais de
equilíbrio. Equações adimensionais de compatibilidade. Flexão composta com grande
excentricidade. Cálculo prático. Variáveis adimensionais. Emprego de tabelas universais.
Variáveis dimensionais. Emprego de tabela tipo k, diagrama retangular das tensões. Flexo
– compressão com pequena excentricidade (domínio 5). Condições de equilíbrio.
Condições de compatibilidade de deformações. Propriedades básicas das seções
retangulares. Equações adimensionais de equilíbrio. Resolução geral dos problemas de
flexo – compressão com pequena excentricidade. Flexo – compressão com pequena
excentricidade. Cálculo prático. Momento limite de separação entre os dois casos básicos.
Armadura unilateral. Compressão uniforme.
4 – Seções T. Flexão simples e composta. As vigas seção T das estruturas de concreto. A
largura da mesa de compressão de acordo com a NB 1-78. O processo de
dimensionamento das seções T. Cálculo prático das seções T. Variáveis adimensionais.
Emprego de tabelas universais.
5 – Dimensionamento à força cortante. Mecanismo resistente das vigas de concreto
armado à flexão simples. Analogia de treliça clássica e de treliça modificada.
6 – Estado limite de abertura de fissuras. Estado limite de deformações excessivas.
7 – Peças usuais de concreto armado. Armaduras de lajes. Noções sobre o cálculo de
placas. Funcionamento global das lajes de edifícios. Arranjos usuais das armaduras.
Armaduras das vigas. Arranjos usuais das armaduras longitudinais. Armaduras
transversais: estribos verticais e cavaletes. Armaduras das caixas de água, sapatas, e
escadas de edifícios. Armaduras dos pilares e das paredes estruturais.
BIBLIOGRAFIA
1 – ABNT. Projeto e Construção de Estruturas de Madeira. NBR 7190 – 96.
2 – ABNT. Cálculo e Execução de Estruturas de Concreto Armado. NBR 6118 – 78.
3 – ABNT. Cálculo e Execução de Estrutura de Aço. NB 14.
4 – RODRIGUES JR, M. S. Estruturas de Concreto Armado 1. Notas de Aula.
5 – QUEIROZ, G. Estruturas Metálicas. Unidade 1: Estruturas de Madeira.