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

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

Pórtico espacial

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. Defina: sistema estrutural, elemento estrutural

e elemento de barra, superfície e volume;

2. Desenhe alguns tipos de vigas;

3. Desenhe e identifique os elementos de uma

treliça;

4. Descreva o comportamento estrutural de uma

placa e chapa.