estrutura concreto

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Através dos diagramas de uma estrutura, é possível fazer diversas análises e tomar decisões a respeito de seus carregamentos e estrutura. Abaixo encontram-se os diagramas de cortante e momento torçor da estrutura esquematizada:
Figura -  Grelha e diagrama de forças
Fonte:  Mecânica… (on-line).
 
 
A respeito da estrutura acima, é possível afirmar que o carregamento x é de:
a.
500 kN/m.
b.
10 kN/m.
c.
5 kN/m.
d.
50 kN/m.
Resposta correta. Para a resolução desse exercício, é necessário que os conceitos dos diagramas estejam claros, pois a substituição dos valores sugeridos nas alternativas serve para fazer a análise inversa da estrutura. Iniciaremos multiplicando o valor da carga concentrada substituída pela distância ao longo da viga. Com o carregamento distribuído, é fácil perceber que 50 kN multiplicado pela distância de 5m da barra é igual à resultante de 250 kN no diagrama de cortante. 
e.
125 kN/m.
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A resposta correta é: 50 kN/m.
Os pórticos são classificados como estruturas rígidas compostas por vigas e pilares, formando quadros entre si capazes de resistir aos esforços sobre eles aplicado, onde as ligações entre eles são feitas através de engastes ou rótulas, garantindo, assim, a estabilidade da estrutura.
 
A respeito de pórticos, analise as afirmações abaixo:
I.
O comportamento do pórtico está vinculado aos elementos a ele afixados.
II.
Pórticos são estruturas cooperativas entre vigas e pilares.
III.
Podem ser classificados em simples, biapoiados, engastados e triarticulados.
IV. A inclinação das coberturas influi no comportamento do pórtico.
 
Está correto o que se afirma em:
a.
I e III, apenas.
b.
I, II, III e IV, apenas.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois os pórticos possuem sua classificação de acordo com o número de reações que estão a ele vinculadas, sendo divididos entre vigas e pilares conectados. Devido às suas conexões, seu comportamento está ligado aos elementos a ele fixados, como qualquer elemento de função estrutural. A inclinação da cobertura influi significativamente no seu comportamento, já que as inclinações menores favorecem um telhado mais plano, ideal para grandes áreas sem calhas, mas reduzem a eficiência do pórtico, exigindo seções maiores para as colunas e as vigas.
c.
III e IV, apenas.
d.
I,II e IV, apenas.
e.
I e II, apenas.
 
Feedback
A resposta correta é: I, II, III e IV, apenas.
Observe o pórtico exemplificado abaixo. A inserção de uma rótula na estrutura garante que, ao abrir o vínculo, o momento fletor naquele ponto será nulo. Para análise das estruturas com rótulas, essa informação é fundamental, pois disso depende sua resolução.  Sabendo disso, analise a estrutura abaixo e assinale a alternativa correspondente às suas reações de apoio.
 
Figura - Pórtico com rótula
Fonte: Elaborada pelo autor.
 
a.
HA= 10 kN ← VA= 120 kN ↑ HB= 10 kN → VB= 120 kN ↑.
 
Sua resposta está incorreta. Considerando a decomposição das barras e a transmissão dos esforços encontrados para as barras apoiadas, devemos iniciar o exercício lembrando de adotar a convenção de sinais corretas a serem utilizadas e de efetuar o cálculo por barra separadamente.
b.
HA= 40 kN → VA= 120 kN ↑ HB= 40 kN ← VB= 120 kN ↓.
c.
HA= 10 kN ←→ VA= 120 kN ↑ HB= 10 kN → VB= 120 kN ↑.
d.
HA= 40 kN ← VA= 120 kN ↑ HB= 40 kN → VB= 120 kN ↑.
e.
HA= 10 kN → VA= 120 kN ↑ HB= 10 kN → VB= 120 kN ↓.
Feedback
A resposta correta é: HA= 10 kN ←→ VA= 120 kN ↑ HB= 10 kN → VB= 120 kN ↑.
Para utilizar qualquer modelo de estrutura, é necessário entender suas particularidades e conceitos. As grelhas são estruturas comuns de ser encontradas, assim chamadas quando são solicitadas por cargas ortogonais ao plano da estrutura, sendo classificada em relação à sua hiperestaticidade.
 
Analise as afirmativas a seguir:
 
I. Grelhas planas são aquelas cujos carregamentos são perpendiculares ao seu plano.
II. Uma grelha plana é considerada isostática quando houver 3 incógnitas a serem determinadas.
III.  Grelhas utilizando as forças horizontais.
IV. Em grelhas, o somatório dos momentos é função das forças e das suas distâncias em relação ao eixo considerado.
 
Está correto o que se afirma em:
a.
I, apenas.
b.
II, III e IV, apenas.
c.
I e III, apenas.
d.
I, II e IV, apenas.
e.
I, II e III, apenas.
Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta, pois, ao trabalhar com estruturas denominadas grelhas, é importante ressaltar que as forças atuantes serão aquelas perpendiculares ao seu plano, apenas em vigas e pórticos levaremos em consideração o esforço normal.
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A resposta correta é: I, II e IV, apenas.
Os pórticos podem ser classificados de diferentes formas de acordo com seus vínculos e rótulas. Essa classificação é importante para entendermos o comportamento da estrutura com que estamos lidando. Como parte da equipe técnica de engenharia, você ficou responsável por classificar a estrutura. Observando as representações dos tipos de pórticos abaixo, podemos afirmar que eles são, respectivamente:
 
Figura - Vínculos de pórticos
Fonte: Elaborada pelo autor.
 
a.
Biapoiados, engastados e livres, biapoiados com tirante e triarticulados.
b.
Biapoiados, engastados e livres, triarticulados e biapoiados com tirante.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois os pórticos são classificados de acordo com seus vínculos. Por esse motivo, é necessário analisar se eles possuem rótulos e quais são as reações de apoio que estão atuando na estrutura. Quando a estrutura apresentar dois apoios, ela será biapoiada, quando ela apresentar um engaste em uma ponta, será engastada, quando apresentar rótula, triarticulada.
c.
Biapoiados, biapoiados com tirante, triarticulados e engastados e livres.
d.
Biapoiados, triarticulados, biapoiados com tirante e engastados e livres.
e.
Biapoiados com tirante, engastados e livres, triarticulados e biapoiados.
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A resposta correta é: Biapoiados, engastados e livres, triarticulados e biapoiados com tirante.
Um engenheiro civil está em dúvida sobre qual estrutura deverá adotar em uma obra, abaixo está o diagrama de duas possíveis estruturas. Ele está convencido de que a estrutura 1 será a melhor opção, porém sua dúvida é se a estrutura irá resistir a um momento máximo de 75 kN.m. Observe as afirmativas abaixo:
 
Figura - Diagrama de momento fletor de diferentes carregamentos em pórticos
Fonte: Elaborada pelo autor.
 
      I.        O engenheiro deve adotar a solução 2.
    II.        O engenheiro deve adotar a solução 1.
   III.        O engenheiro pode adotar qualquer uma das duas soluções, pois ambas resistirão ao momento solicitado.
 IV.     Nenhuma das soluções atenderá à solicitação do engenheiro.
 
Analisando os diagramas das estruturas acima, está correto o que se afirma em:
a.
I, II e III, apenas.
b.
I e III, apenas.
c.
I, apenas.
Resposta correta. A alternativa está correta. Apenas a solução 2 está certa, porque o momento solicitado é de 75 kN, e essa estrutura resiste a um momento de 80 kN, já a estrutura 1 resiste a um momento de apenas 70 kN, não satisfazendo a necessidade do engenheiro.
d.
III, apenas.
e.
IV, apenas.
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A resposta correta é: I, apenas.
O comportamento das estruturas simétricas com carregamento simétrico se refere a três aspectos: deformada, reações nos apoios e campo dos esforços. Ao efetuar a análise de um pórtico, é possível observar algumas semelhanças quando tratamos de estruturas planas simétricas.
 
Analise as afirmações abaixo sobre esse tipo de estrutura:
I. Podemos estudar metade da estrutura extrapolando seus resultados para a outra metade.
II. O Diagrama de esforço cortante ocorre de forma simétrica.
III. O Diagrama de momento fletor ocorre de forma simétrica.
IV. Os diagramas serão simétricos, mas as reações de apoio serão diferentes.
 
Está correto o que se afirma em:
a.
II e III, apenas.
b.
II e IV, apenas.
c.
I e III, apenas.
d.
I, II e III, apenas.
e.
I e IV, apenas.
Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta. É preciso verificar os conceitos de pórticos simétricos e examinaralguns diagramas de simetria, fazendo a análise do pórtico simulando uma estrutura simétrica de carregamento hipotética e verificando novamente os resultados obtidos.
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A resposta correta é: I, II e III, apenas.
A estrutura abaixo representa um pórtico metálico que será usado para uma determinada obra. Os engenheiros estão em dúvida se a estrutura resistirá ao carregamento distribuído no valor de 2kN/m a que será submetida a barra 1-2. A barra submetida ao esforço de 4 kN está apoiada sobre o apoio B.
 
Analisando a figura a seguir, é possível afirmar que, para a estrutura resistir aos esforços aplicados, as reações de apoio no ponto A e B devem ser, respectivamente:
 
Figura - Pórtico biapoiado
Fonte: Elaborada pelo autor.
a.
VA= 3kN ↑ HB= 40 kN → VB= 5kN ↑.
 
b.
VA= 5 kN ↑ HB= 4 kN ← VB= 3kN ↑.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois, ao iniciar a resolução do pórtico através do momento no ponto A, é possível encontrar o valor da reação através da análise do momento chegando a VB= 3 kN e, através do somatório de forças verticais, encontrar que VA= 5 kN. A única força horizontal atuante é de 4 kN HB = 4 kN.
c.
VA= 5 kN ↑ HB= 40 kN ← VB= 3 kN ↓.
d.
VA= 3 kN ↑ HB= 40 kN → VB= 5 kN ↑.
e.
VA= 3 kN ↑ HB= 40 kN → VB= 5kN ↓.
Feedback
A resposta correta é: VA= 5 kN ↑ HB= 4 kN ← VB= 3kN ↑.
Pórticos são elementos estruturais capazes de resistir a carregamentos no eixo x e y. Considere que você está participando de uma equipe de análise estrutural de um renomado escritório e foi lhe confiada a tarefa de fazer as análises entre as 3 estruturas apresentadas abaixo carregadas com 50 kN/m:
Figura - Pórticos com carregamento distribuído
Fonte: Elaborada pelo autor.
 
Assinale a alternativa correta.
a.
Os pórticos apresentados são idênticos, pois apresentam o mesmo carregamento.
b.
O apoio do segundo gênero da estrutura B apresenta reação de apoio horizontal.
c.
A estrutura C apresentou maiores deformações.
Resposta correta. O diagrama de momento fletor pode ser traçado a partir das reações de apoio encontradas. Escolhendo um dos apoios para iniciar o somatório de momento fletor e encontramos uma das reações de apoio, após, solucionado uma incógnita utilizando o somatório de forças verticais, encontramos a outra reação de apoio e, assim, traçamos o diagrama pelo método das seções podendo efetuar o comparativo entre os diagramas.
d.
O pórtico A apresentará um momento fletor máximo maior do que o do pórtico B.
e.
O pórtico A apresentará um momento fletor máximo maior do que o do pórtico C.
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A resposta correta é: A estrutura C apresentou maiores deformações.
O diagrama de momento fletor apresenta informações sobre como a estrutura reagirá à flexão de determinados carregamentos aplicados. Saber elaborar e analisar os diagramas de momentos fletores é essencial para a verificação da estrutura, visto que é possível fazer uma série de análises e obter muitas informações a partir deles. Observe as afirmações:
 
I. Para elaborar o diagrama de momento fletor de pórticos, podemos seguir o roteiro de cálculo de vigas isostáticas sem nenhuma alteração.
II. O roteiro para elaborar o diagrama do momento fletor de pórticos se difere das vigas isostáticas apenas na transferência dos momentos nas barras.
III. A verificação dos momentos fletores é feita para o dimensionamento estrutural.
IV. Utilizando o diagrama de momento fletor em conjunto com outras informações estruturais, é possível decidir o material de uma estrutura.
 
Está correto o que se afirma em:
a.
II,III e IV, apenas.
Resposta correta. A alternativa está correta, pois o roteiro para a resolução de pórticos se difere do roteiro de cálculos de vigas isostáticas no que diz respeito à transferência de cargas de uma barra para a outra, pois os pórticos, além de conter as vigas, também possuem pilares. Toda a análise do diagrama de momentos obtidos a partir dos valores resistidos nos apoios será utilizada para soluções estruturais.
b.
I e III, apenas.
c.
IV, apenas.
d.
II e IV, apenas.
e.
I e II, apenas.
Feedback
A resposta correta é: II,III e IV, apenas.