Testando os Conhecimentos 1

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Testando os Conhecimentos - 1ª Lista de Exercícios
1)
A sustentabilidade em edificações é uma preocupação crescente na engenharia civil, visando reduzir o impacto ambiental e promover a eficiência energética. Essa abordagem envolve a adoção de práticas e tecnologias que promovam o uso consciente de recursos naturais, a redução do consumo de energia e água, o aproveitamento de fontes renováveis, a gestão adequada de resíduos e a criação de ambientes saudáveis e confortáveis. Na concepção de edifícios sustentáveis, são considerados aspectos como o uso de materiais ecologicamente corretos, a otimização do projeto arquitetônico para aproveitamento da luz natural e ventilação, a implantação de sistemas de captação de água de chuva e a utilização de sistemas de energia renovável. Além disso, a sustentabilidade também engloba a etapa de construção, com o objetivo de minimizar os impactos ambientais causados pela execução da obra. A incorporação de princípios de sustentabilidade em edificações contribui para a preservação do meio ambiente e para o bem-estar das pessoas que ocupam os espaços construídos.
Para a execução das edificações em geral, utiliza-se recursos naturais, que devem ser racionalizados para garantir a sustentabilidade ambiental e, portanto, é fundamental pensar em técnicas e materiais alternativos.
 
Considerando o contexto apresentado, julgue as afirmativas a seguir:
 
I. A utilização de estruturas leves em aço a serem utilizadas na vedação de ambientes e elementos estruturais, trata-se de método Steel Frame.
II. A padronização de painéis e vigas em madeira caracteriza-se no sistema Wood Frame.
III. A execução de elementos estruturais em concreto em locais onde ser garanta um maior controle das suas dimensões, resistências à compressão, qualidade e, posterior transporte para o local de aplicação, entende-se por estruturas pré-moldadas.
IV. Os sistemas apresentados em (I), (II), (III) não podem ser utilizados em uma mesma edificação, pois uma técnica exclui o uso da outra.
 
Diante do contexto apresentado, é correto o que se afirma apenas em:
Alternativas:
· a)
I, II, III e IV
· b)
I e II apenas.
· c)
I, II e III apenas
Alternativa assinalada
· d)
I, II e IV, apenas.
· e)
I, III e IV, apenas.
2)
As treliças isostáticas são estruturas compostas por barras retas interligadas por articulações, formando um sistema estável que não apresenta graus de liberdade. Essas estruturas são amplamente utilizadas na engenharia civil para suportar cargas e transmiti-las aos apoios. As barras das treliças podem ser submetidas a esforços de tração ou compressão, e as articulações permitem apenas rotações, sem permitir deslocamentos. A análise das treliças isostáticas envolve o equilíbrio das forças nas barras e a verificação das condições de estabilidade. Essas estruturas são muito utilizadas em pontes, coberturas, torres e outras aplicações onde se requer um sistema estável e resistente.
O sistema de cobertura de uma edificação é constituído por uma treliça isostática em que as barras possuem as extremidades vinculadas apoios fixos em pilares e, por cargas nodais (Figura 1).
Figura 1 - Treliça.
Fonte: Autoria própria
Para a treliça constituída por um apoio fixo e outro móvel, pode-se classificá-la pela estática como?
Alternativas:
· a)
Isostática
Alternativa assinalada
· b)
Hipostática
· c)
Indeterminada
· d)
Hiperestática
· e)
Instável
3)
As estruturas pré-moldadas são uma técnica utilizada na construção civil que consiste na fabricação de elementos estruturais. Esses elementos são produzidos em condições controladas, permitindo uma maior precisão e qualidade na execução. As estruturas pré-moldadas oferecem diversas vantagens, como redução do tempo de construção, menor necessidade de mão de obra, maior durabilidade, flexibilidade de projeto e menor impacto ambiental. Além disso, permitem uma melhor organização do canteiro de obras e redução de desperdícios. As estruturas pré-moldadas são amplamente utilizadas em construções industriais, comerciais e residenciais, sendo uma solução eficiente para projetos de engenharia civil.
As estruturas pré-moldadas são amplamente utilizadas na construção civil devido às suas vantagens em relação aos sistemas construtivos convencionais. Considerando os principais conceitos relativos a pré-moldados analise as afirmativas a seguir:
 
I. As estruturas pré-moldadas são fabricadas fora do canteiro de obras, em indústrias especializadas. Essa metodologia de construção permite maior controle de qualidade, redução de prazos e maior precisão na execução, garantindo uma obra mais eficiente.
 
II. Uma das desvantagens das estruturas pré-moldadas é a limitação em termos de flexibilidade arquitetônica. Devido à fabricação das peças em moldes padronizados, é difícil obter formas arquitetônicas complexas e personalizadas.
 
III. A utilização de estruturas pré-moldadas resulta em redução significativa no consumo de recursos naturais, como areia, pedra e água, em comparação aos sistemas construtivos convencionais, contribuindo para a sustentabilidade da construção civil.
 
IV. As estruturas pré-moldadas são mais econômicas em comparação às estruturas moldadas in loco. Isso ocorre devido à maior produtividade alcançada pela pré-fabricação, à redução de desperdícios de materiais e aos menores custos com mão de obra.
 
V. A manutenção das estruturas pré-moldadas é mais complexa e custosa quando comparada às estruturas moldadas in loco. A necessidade de reparos e substituição de elementos pré-moldados, bem como o acesso limitado a partes internas da estrutura, pode aumentar os custos e a dificuldade de manutenção.
 
Considerando as características desse sistema assinale a alternativa certa em relação às afirmativas apresentadas.
Alternativas:
· a)
Somente I, III e IV estão corretas.
Alternativa assinalada
· b)
Somente II e IV estão corretas.
· c)
Somente III e V estão corretas.
· d)
Somente I e II estão corretas.
· e)
Somente I e III estão corretas.
4)
Os pórticos isostáticos são estruturas formadas por pilares e vigas que estão completamente apoiadas e não possuem graus de liberdade. Essas estruturas são amplamente utilizadas na engenharia civil para suportar cargas e transmiti-las ao solo de forma eficiente. Os pórticos isostáticos possuem a vantagem de serem mais simples de serem analisados e dimensionados em comparação com os pórticos hiperestáticos, pois suas reações de apoio e forças internas podem ser determinadas diretamente pelas equações de equilíbrio. Além disso, a determinação dos deslocamentos nos pórticos isostáticos é direta e não requer a resolução de sistemas de equações.
Considerando o contexto apresentado, julgue as afirmativas a seguir:
I. Os pórticos isostáticos são formados por pilares e vigas completamente apoiadas.
II. Os pórticos isostáticos são mais complexos de serem analisados e dimensionados em comparação com os pórticos hiperestáticos.
III. As reações de apoio e forças internas nos pórticos isostáticos podem ser determinadas diretamente pelas equações de equilíbrio.
IV. A determinação dos deslocamentos nos pórticos isostáticos requer a resolução de sistemas de equações de terceira ordem.
Diante do contexto apresentado, é correto o que se afirma apenas em:
Alternativas:
· a)
I e II.
· b)
III e IV.
· c)
I e IV.
· d)
II, III e IV.
· e)
I, e III.
Alternativa assinalada
5)
Os pilares desempenham um papel fundamental em estruturas de concreto armado. Esses elementos verticais são responsáveis por transmitir as cargas provenientes das lajes e vigas para as fundações, garantindo a estabilidade e segurança da estrutura como um todo. Os pilares são projetados levando em consideração fatores como a carga aplicada, a altura do edifício, as condições de uso e as normas técnicas específicas. Além de suportar cargas verticais, os pilares também podem ser projetados para resistir a momentos fletores e forças horizontais, como as causadas pelo vento ou terremotos. A geometria dos pilares, incluindo sua seção transversal e comprimento, é dimensionada para garantir a resistêncianecessária e minimizar a ocorrência de deformações excessivas. O conhecimento adequado sobre o papel dos pilares em estruturas de concreto é essencial para os engenheiros civis projetarem edifícios seguros e eficientes.
Considere o dimensionamento de um pilar (Figura 1) em concreto de seção 0,45 x 0,45 m e comprimento de 4 m, que deve receber a resultante das vigas, pilares superiores e ainda o seu peso próprio. Para constituir os dados de entrada necessita-se, além das reações de apoio dos elementos superiores, a carga devida ao peso próprio do pilar. Ainda deve-se considerar a resistência do concreto à compressão, que deve ser minorada por coeficiente de ponderação e, também deve ser considerada a redução de 15% por conta do efeito Rusch para um concreto C50.
Figura 1 - Pilar em concreto.
Fonte: Autoria própria
Para a tensão de cálculo, considerar o efeito das de longa duração no concreto e a carga resultante devida ao peso próprio do pilar. Deste modo, assinale a alternativa que traz, respectivamente, a tensão e a carga.
Alternativas:
· a)
35,71 MPa e 45,00 kN
· b)
30,36 MPa e 45,00 kN
· c)
31,36 MPa e 25,00 kN
· d)
40 MPa e 50,00 kN
· e)
30,36 MPa e 20,25 kN
Alternativa assinalada
6)
A resistência do concreto é um dos principais parâmetros considerados em projetos estruturais de engenharia civil. O concreto é um material composto por cimento, agregados (como areia e brita) e água, que, quando endurecido, forma uma estrutura resistente e durável. A resistência do concreto está relacionada com sua capacidade de suportar esforços e cargas sem sofrer ruptura ou deformação excessiva. Para garantir a segurança das estruturas, é essencial que o concreto atenda a requisitos mínimos de resistência estabelecidos por normas técnicas específicas. Esses requisitos são definidos com base na finalidade e nas condições de uso da estrutura, levando em consideração fatores como carga aplicada, ambiente de exposição e durabilidade desejada. A determinação da resistência do concreto é realizada por meio de ensaios laboratoriais, como o ensaio de resistência à compressão. O conhecimento adequado sobre a resistência do concreto é fundamental para os engenheiros civis projetarem estruturas seguras e eficientes.
Para o projeto estrutural de uma edificação comercial em concreto armado será empregado o concreto C40 nos elementos verticais e, para o correto dimensionamento para carga de longa duração deve-se entrar com os dados corretos da tensão de compressão de cálculo e do módulo de elasticidade. Considerar no preparo do concreto o agregado graúdo oriundo de rocha granítica.
Para o concreto C40, quais os respectivos valores da tensão de compressão de cálculo e do módulo de elasticidade, em megapascal.
Alternativas:
· a)
24,29; 35417,51
Alternativa assinalada
· b)
40,00; 35556,61
· c)
25,00; 33000,00
· d)
35,00; 33000,00
· e)
30,00; 35417,51
7)
Os pórticos hiperestáticos são estruturas que possuem um número maior de apoios do que o necessário para garantir o equilíbrio estático. Diferentemente dos pórticos isostáticos, que têm todas as reações de apoio conhecidas, nos pórticos hiperestáticos algumas dessas reações são desconhecidas e devem ser determinadas usando métodos de análise estrutural. Essas estruturas apresentam maior complexidade em relação aos pórticos isostáticos, mas também oferecem vantagens, como a capacidade de suportar maiores cargas e melhor redistribuição dos esforços internos. A análise de pórticos hiperestáticos requer a aplicação de métodos como o método das forças e o método dos deslocamentos, que levam em consideração as equações adicionais impostas pelos apoios extras. O correto entendimento e a aplicação adequada desses métodos são essenciais para os engenheiros civis no projeto e dimensionamento de pórticos hiperestáticos.
Considerando o contexto apresentado, julgue as afirmativas a seguir:
I - Pórticos hiperestáticos possuem um número de apoios maior que o mínimo necessário para garantir o equilíbrio estático.
II - Nos pórticos hiperestáticos, todas as reações de apoio são pequenas e não podem ser determinadas diretamente.
III - Pórticos hipostáticos oferecem a vantagem de suportar maiores cargas em comparação aos pórticos hiperestáticos.
IV - A análise de pórticos hiperestáticos não requer a aplicação de métodos específicos, podendo ser resolvida pelos mesmos métodos dos pórticos isostáticos.
Diante do contexto apresentado, é correto o que se afirma apenas em:
Alternativas:
· a)
I e II, apenas.
· b)
I e III, apenas.
· c)
III apenas.
· d)
II e IV, apenas.
· e)
I apenas.
Alternativa assinalada
8)
Os diagramas em pórticos isostáticos são representações gráficas utilizadas para visualizar as forças internas em cada elemento estrutural do pórtico. Esses diagramas são fundamentais para a análise e o dimensionamento dessas estruturas, auxiliando os engenheiros civis na compreensão do comportamento das cargas e das reações estruturais. No diagrama de esforços cortantes, são representadas as forças cortantes ao longo das vigas do pórtico, indicando se elas estão comprimidas ou tracionadas. Já o diagrama de momentos fletores mostra a variação dos momentos fletores nas vigas, permitindo identificar os pontos de máxima flexão. Além disso, o diagrama de momentos fletores auxilia no dimensionamento de elementos como vigas e pilares. Portanto, é essencial que os engenheiros civis compreendam e interpretem corretamente esses diagramas para garantir a segurança e a eficiência das estruturas.
Considerando o contexto apresentado, julgue as afirmativas a seguir:
I - O diagrama de esforços cortantes em pórticos isostáticos indica a distribuição das forças cortantes ao longo das vigas.
II - O diagrama de momentos fletores em pórticos isostáticos mostra a variação dos momentos fletores nas vigas.
III - O diagrama de esforços cortantes em pórticos isostáticos fornece informações sobre a deformação das vigas.
IV - O diagrama de momentos fletores em pórticos isostáticos é utilizado apenas para determinar as reações de apoio.
Diante do contexto apresentado, é correto o que se afirma apenas em:
Alternativas:
· a)
I e IV, apenas
· b)
II e III, apenas.
· c)
III e IV, apenas
· d)
I e II apenas.
Alternativa assinalada
· e)
I, II e III, apenas
9)
As treliças são estruturas utilizadas comumente em coberturas de telhados em construções civis. Essas estruturas são compostas por elementos lineares interligados formando um arranjo geométrico que oferece resistência e estabilidade à cobertura. As treliças são projetadas para suportar cargas verticais, como o peso próprio da cobertura e eventuais cargas externas, distribuindo essas cargas pelos seus elementos estruturais. Essa distribuição de cargas é realizada de forma eficiente, buscando minimizar a deformação e garantir a segurança da estrutura. As treliças podem ser projetadas com diferentes tipos de elementos, como barras retas ou tubulares, e sua geometria pode variar de acordo com as características da cobertura e das cargas a serem suportadas. O correto entendimento e dimensionamento das treliças são fundamentais para os engenheiros civis na concepção e construção de coberturas de telhados resistentes e duráveis.
 
Com o propósito de analisar a cobertura de uma garagem de automóveis, foi realizada a representação simplificada dessa estrutura tipo treliça à Figura 1. A modelagem foi proposta, independente, do material e para cargas nodais.
Figura 1 - Treliça.
Fonte: Autoria própria
Sendo a treliça fixada por dois apoios fixos, obtenha o seu grau hiperestático.
Alternativas:
· a)
1,0
Alternativa assinalada
· b)
2,0
· c)
4,0
· d)
1,2
· e)
2,1
10)
O conceito de graus hiperestáticos é fundamental na análise estrutural de engenharia civil. Em estruturas hiperestáticas, o número de equações de equilíbrio disponíveis é maior do que o necessário para resolver as forças e deslocamentos dos elementos estruturais. Isso ocorre quando há mais apoios ou ligações entre os elementos do que o mínimo exigido para garantir o equilíbrio estático. Os graus hiperestáticos são justamenteessas equações adicionais, que devem ser consideradas para obter soluções corretas para as forças e deslocamentos. A análise de estruturas hiperestáticas requer métodos como o método dos deslocamentos e o método da rigidez, que levam em conta essas equações extras. Compreender os graus hiperestáticos é essencial para a análise e o dimensionamento adequado de estruturas complexas, garantindo a segurança e a eficiência das construções.
Da modelagem da estrutura de uma cobertura de edificação, tem-se a treliça à Figura 1, fixada em um apoio fixo e um engaste.
Figura 1 - Treliça.
Fonte: Autoria própria
Para a estrutura constituída de barras rotuladas entre sim e vinculadas a um apoio fixo e um engaste, o obtenha o grau hiperestático da treliça.
Alternativas:
· a)
4
· b)
3
· c)
2
Alternativa assinalada
· d)
1
· e)
0