TRABALHO DE SISTEMAS ESTRUTURAIS

Prévia do material em texto

CURSO TÉCNICO EM EDIFICAÇÕES 
ANA CAROLINA DE MIRANDA DA SILVA
3°A
DIAGRAMAS DE ESFORÇOS, VÍNCULOS E APOIOS
CASCAVEL-PR
2022
CENTRO ESTADUAL DE EDUCAÇÃO PROFISSIONAL PEDRO BOARETTO NETO
CURSO TÉCNICO EM EDIFICAÇÕES 
ANA CAROLINA DE MIRANDA DA SILVA
DIAGRAMAS DE ESFORÇOS, VÍNCULOS E APOIOS
Trabalho de Pesquisa apresentado ao curso Técnico em Edificações do Centro Estadual de Educação Profissional Pedro Boaretto Neto – CEEP Cascavel, como requisito parcial para obtenção de nota na Disciplina de Sistemas Estruturais sob orientação do professor Dawson Lima.
CASCAVEL-PR
2022
SUMÁRIO
1. INTRODUÇÃO………………………………………………………………………4 
2. CONTEÚDO…………………………………………………………………………5 2.1. Diagramas de Esforços………………………………………………………..5 
2.2. Vínculos…………………………………………………………………………6 
2.3. Apoios……………………………………………………………………………8 
3. DISSERTAÇÃO…………………………………………………………………….10 
4. CONCLUSÃO……………………………………………………………………….11 
5. REFERÊNCIAS…………………………………………………………………….12 
 
 
 
Página de 
1 INTRODUÇÃO
O presente trabalho é sobre Diagramas de Esforços, Vínculos e Apoios. Os Diagramas de Esforços são basicamente, a representação gráfica das estruturas, sendo classificados em: Diagrama de Força Normal, Diagrama de Força Cortante, Diagrama de Momento e Linha de Influência. Os vínculos podem ligar elementos de uma estrutura entre si ou ligar a estrutura ao meio externo e, portanto, se classificam em vínculos internos e externos. E os apoios são responsáveis pelo vínculo da estrutura ao solo ou a outras partes da mesma, de modo a ficar assegurada sua imobilidade, a menos dos pequenos deslocamentos devidos às deformações.
Portanto, como objetivo, este trabalho visa a estudar as relações existentes entre os temas citados, e também o aprofundamento do conteúdo na matéria de Sistemas Estruturais, que serão de suma importância para a formação acadêmica dos futuros Técnicos em Edificações. 
A metodologia utilizada foi a pesquisa bibliográfica, enriquecida com alguns conteúdos já estudados em sala de aula. 
2 CONTEÚDO
2.1. DIAGRAMAS DE ESFORÇOS 
Diagramas ou Linhas de Estado são o estudo gráfico dos esforços simples. Esses gráficos retratam os valores dos esforços simples ao longo da estrutura, permitindo a visualização das variações desses esforços de uma seção para outra.
Os diagramas de esforços podem ser classificados em:
· Diagrama de Força Normal: retrata os esforços normais (tração e compressão) ao longo da estrutura. Ou seja, a tração tende a “esticar” o objeto, como em um elástico, por exemplo. Já o esforço de compressão tende a comprimir as fibras dos objetos.
· Diagrama de Força Cortante: retrata os esforços cortantes (cisalhamento) ao longo da estrutura. Esforço cortante é um esforço que tende a “cisalhar” o objeto, quando se é colocado um esforço e a tendência é partir sem rotação e/ou curvatura (momento fletor), se dá o nome de esforço cortante. 
· Diagrama de Momento: retrata os esforços de flexão ao longo da estrutura. O diagrama de momento fletor é feito com os valores positivos no lado de baixo e os valores negativos no lado de cima (convenção), pois dessa forma o desenho representa as posições das armaduras que serão colocadas em uma viga.
· Linha de Influência: retrata os esforços de uma seção da estrutura, em relação a  variação de uma força na estrutura.
Exemplo de diagrama de esforços cortante e momento fletor:
2.2. VÍNCULOS
É todo o elemento de ligação entre as partes de uma estrutura ou entre a estrutura e o meio externo, cuja finalidade é restringir um ou mais graus de liberdade de um corpo.
A fim de que um vínculo possa cumprir esta função, surgem, no mesmo, reações exclusivamente na direção do movimento impedido.
Alguns pontos importantes sobre os vínculos: 
I. Um vínculo não precisa restringir todos os graus de liberdade de uma estrutura, quem o fará será o conjunto de vínculos.
II. As reações desenvolvidas pelos vínculos formam o sistema de cargas externas reativas. 
III. Somente haverá reação se houver ação , sendo as cargas externas reativas dependentes das ativas, devendo ser calculadas.
Podem ser classificados em: 
· Vínculos Externos: São vínculos que unem os elementos de uma estrutura ao meio externo e se classificam quanto ao número de graus de liberdade restringidos.
 O apoio de primeiro gênero tem capacidade de reagir a um único esforço, vertical ou horizontal. O apoio de segundo gênero tem a capacidade de reagir a dois tipos de esforços, vertical e horizontal. O apoio de terceiro gênero tem a capacidade de reagir não só aos esforços horizontais ou verticais como também aos esforços de momentos nos elementos.
· Vínculos Internos: São aqueles que unem partes componentes de uma estrutura. No caso plano podem ser de 2° e 3° espécie.
Exemplo 1 : Vínculo de 3° espécie
Sejam duas barras livres no espaço com carregamento plano: 
Cada barra tem 3 GL, portanto, juntas somam 6 GL. Unindo-as rigidamente, por exemplo, através de uma solda, o número de GL do conjunto passa a ser 3, portanto 3 GL restringidos.
Exemplo 2: Vínculo de 2° espécie (PINOS OU RÓTULAS)
Representação Estrutural: 
Rótulas: São vínculos que têm reações internas verticais e horizontais podendo transmitir forças nestas direções que se anulam internamente. Permitem apenas o giro relativo entre as barras por ela unidas.
Classificação da estrutura quanto à vinculação: 
A. Isostática: tem o número necessário de vínculos para impedir o deslocamento. Bastam as equações fundamentais da estática para determinar as suas reações de apoio.
B. Hipostática: tem menos vínculos do que o necessário. 
C. Hiperestática: tem número de vínculos maior que o necessário. O número de reações de apoio excede o das equações fundamentais da estática.
2.3. APOIOS
As forças se desenvolvem nos apoios, ou seja, nos pontos em contato com elas. Nessas forças aplicadas, existe o ponto de equilíbrio para evitar que o corpo ou a estrutura tenha uma translação ou um movimento na horizontal e vertical, e para que isso ocorra, temos os tipos de apoio que formam esse equilíbrio, para que a estrutura possa se estabelecer na posição correta. Esses apoios são classificados em Móvel, Fixo e Engaste.
Os apoios são componentes ou partes de uma mesma peça que impedem o movimento em uma ou mais direções.
Podemos estabelecer três possibilidades de movimento:
- Translação horizontal (🡨🡪)
- Translação vertical (†↓)
- Rotação (U)
Classificação:
Nos sistemas planos, existem três tipos de movimentos. A figura abaixo mostra os três movimentos em relação ao plano XY, o de translação no eixo X, o de translação no eixo Y e o de rotação no eixo Z.
Os vínculos podem ser classificados em função do número de movimentos que impedem. Portanto temos apoios com três graus de liberdade:
· Apoio Móvel: Este apoio introduz um vinculo na estrutura, impedindo o deslocamento do ponto na direção perpendicular a da reta, e um apoio que possui o 1° gênero e é capaz deimpedir o movimento do ponto vinculado do corpo numa direção pré-determinada. Permite a rotação do sólido em torno do ponto e o movimento do ponto somente na direção da reta. 
· Apoio Fixo: Este apoio introduz dois vínculos na estrutura, impedindo o deslocamento do ponto em qualquer direção do plano. Impede dois movimentos permitindo apenas o de rotação. Possui o 2º gênero ou rótula, e é capaz de impedir qualquer movimento do ponto vinculado do corpo em todas as direções, permanecendo livre apenas a rotação. 
· Apoio de Engaste: Este apoio introduz três vínculos na estrutura, impedindo o
deslocamento do ponto em qualquer direção e rotação. Apresenta reações de apoio e uma força com um momento em qualquer direção horizontal ou vertical. Possui o 3º gênero, e é capaz de impedir qualquer movimento do ponto vinculado e o movimento de rotação em relação a esse ponto
3 DISSERTAÇÃO
Os Diagramas de Esforços nada mais são que representações por meio de figuras geométricas e gráficos. Muito utilizado em projetos de edificações, para facilitar o entendimento da solução arquitetônica adotada. É uma solução que explica de maneira direta e visual, o que será construído. Os diagramas estimulam e proporcionam uma melhor compreensão do projeto entre os envolvidos. 
Temos alguns tipos de Diagramas de Esforços, são eles: Diagrama de Força Normal, que representa basicamente esforços de tração e compressão; Diagrama de Força Cortante, que caracteriza os esforços de cisalhamento da estrutura; Diagrama de Momento Fletor, simboliza os esforços que causam flexão em uma viga, por exemplo; Linha de Influência, retrata os esforços de uma seção da estrutura, que seria em relação a alguma força aplicada. 
Os Vínculos são elementos que impedem os deslocamentos de algum ponto da estrutura. Ou seja, sua função é ligar os elementos estruturais, para que não haja movimentação. O projetista da estrutura é quem define as vinculações necessárias de acordo com os deslocamentos a serem impedidos. São classificados em função de número de movimentos impedidos: Vínculos de 1° Ordem: São aqueles que impedem deslocamento somente em uma direção; Vínculos de 2° Ordem: São aqueles que restringem a translação de um corpo livre em duas direções; Vínculo de 3° Terceira Ordem (engaste ou apoio fixo): São aqueles que impedem qualquer movimento, imobilizando completamente, seguindo então, três reações de apoio: x (horizontal), y (vertical) e z (momento). Por conta da quantidade de vínculos, uma estrutura pode ser isostática, hipostática e hiperestática.
Já os Apoios, eles servem para impedir movimentos, são chamados de apoio fixo, móvel e engaste. O apoio móvel impede apenas um movimento, o de translação; o apoio fixo impede dois movimentos, geralmente permitindo apenas o de rotação; e o engaste impede os três movimentos, os dois de translação e o de rotação.
4 CONCLUSÃO 
Conhecer os diferentes tipos de estruturas, Diagramas de Esforços, Vínculos e Apoios, e saber suas especificidades tem alta relevância para profissionais atuantes da Engenharia Civil, Arquitetura e Técnicos de Edificações. 
Com esse trabalho foi possível abranger diversos conhecimentos da área técnica, como tomar as decisões corretas de qual tipo de estrutura deve ser usado para determinada finalidade, sempre atentos às normas de projeto e execução de estruturas.
 
5 REFERÊNCIAS
ANÍCIO, Ana Carolina. Apoios: Móvel, Fixo e Engaste. Disponível em: <https://pt.slideshare.net/anacarolinaanicio/apoios-mvel-fixo-e-engaste>. Acesso em: 27 Jun. 2022.
CORRÊA, Professora. Teoria das Estruturas. Disponível em: <https://engenhariacivilfsp.files.wordpress.com/2015/08/notas-de-aula-1.pdf>. Acesso em: 29 Jun. 2022.
CORREIA, João Victor. LIMA, Mislaine. Introdução aos Conceitos de Análise de Sistemas Estruturais Planos e Espaciais Compostos de Elementos Unidimensionais. Disponível em: Ideias e Inovação, V. 5, N.2, p. 85-92, Setembro 2019. Acesso em: 29 Jun. 2022.
KALI, Sílvia. LEGGERINI, Maria. Estruturas Isostáticas Noções Iniciais. Disponível em: <https://www.politecnica.pucrs.br/professores/soares/Resistencia_dos_Materiais_-_E/Capitulo_03.pdf>. Acesso em: 27 Jun. 2022.
UNICAMP. Diagramas. Disponível em: <http://www.fec.unicamp.br/~fam/novaes/public_html/iniciacao/teoria/diagrama/t6.htm>. Acesso em: 27 Jun. 2022.
UNICAMP. Reações de Apoio. Disponível em: http://www.fec.unicamp.br/~fam/novaes/public_html/iniciacao/teoria/reacoes/4.htm. Acesso em: 27 Jun. 2022.
SCHNEIDER, Nelso. Diagrama de Momento Fletor. Disponível em: <https://nelsoschneider.com.br/diagrama-de-momento-fletor/>. Acesso em: 27 Jun. 2022.