4 Projeto de Edificação, Materiais e técnicas SPRINT

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Edificação, Materiais e Técnicas - Projeto 
1. Marlon Marcos Lima dos Santos - RA - 251122021
Projeto de Edificação, Materiais e Técnicas 
CADERNO TÉCNICO
1. Acadêmico do curso de Engenharia Civil, Centro Universitário ENIAC. e-mail: 251122021@eniac.edu.br 
CADERNO TÉCNICO
sumário
Introdução, esforços normais e cortantes sobre Edificação, Materiais e técnicas ( SPRINT – 1 )
Tipos de elementos estruturais ( SPRINT – 2 ) 
 1 - Elementos Lineares,
 2 - Elementos Bidimensionais 
 3 - Elementos Tridimensionais
3. Como são formadas as estruturas lineares ( SPRINT – 3) 
4. Pórtico em estrutura de concreto armado ( SRINT – 4 ) 
1. Introdução, esforços normais e cortantes sobre Edificação, Materiais e técnicas ( SPRINT – 1 ) 
 
Introdução 
O conceito de edificação está relacionado com a construção civil, significando as técnicas usadas para a construção de edifícios, sejam eles direcionados para habitação ou comércio. As técnicas de edificação mudam conforme o tipo de edifício que está sendo construído. Em primeiro lugar, podemos definir um sistema construtivo como o conjunto de técnicas e tecnologias utilizadas para a construção de um edifício. Dessa maneira, os métodos construtivos correspondem à estrutura de uma casa ou prédio e servem para dar sustentação ao mesmo. 
As principais técnicas utilizadas atualmente são: alvenaria tradicional, alvenaria estrutural, wood frame, steel frame, concreto pré-moldado, paredes de concreto, container e concreto PVC. Para saber os materiais adequados para a construção, deve-se primeiramente escolher a técnica construtiva a ser aplicada, dando sequência aos materiais a serem comprados, para que não haja perda e desperdício. 
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Esforços normais e cortantes
Esforços Simples Seja um sistema de forças externas atuando num corpo genérico em equilíbrio:
Analisando-se o corpo de forma seccionada, e sabendo-se que o equilíbrio estático de cada uma das metades é mantido, verifica-se a existência de um sistema resultante de forças equilibrantes realizado pela outra metade do corpo, ao longo da seção P, denominados de esforços internos:
 
Decompondo-se os vetores resultantes R e G em componentes normais e tangenciais ao plano da seção, obtém-se as Forças N e Q, e os momentos M e T, conhecidos como Esforços Simples:
Numa viga de seção retangular, teríamos:
 
Esforço Normal (ou axial) N: Soma algébrica das projeções sobre a normal à seção das forças exteriores situadas de um mesmo lado da seção; é positivo quando de tração (tendendo a distender a seção) ou negativo quando de compressão (comprimindo a seção)
Esforço cortante Q : Soma vetorial das projeções sobre o plano da seção das forças exteriores situadas de um mesmo lado da seção (tende a cortar a seção, promover o seu deslizamento); é positivo quando as projeções se orientam nos sentidos dos eixos ou negativo, caso contrário. 
 
Momento fletor M : Soma vetorial das projeções sobre o plano da seção dos momentos das forças, situadas de um mesmo lado da seção, em relação ao seu centro de gravidade (tende fazer a seção girar sobre um eixo localizado no seu próprio plano, comprimindo uma parte e distendendo a outra); é dito positivo quando orientado no sentido arbitrado para o eixo, ou negativo, caso contrário.
 
Momento torsor T : Soma algébrica dos momentos, em relação a um eixo perpendicular ao plano da seção e passando pelo seu centro de gravidade, das forças exteriores situadas de um mesmo lado da seção (tende a torcer a seção, fazendo-a girar em tomo de um eixo que lhe é perpendicular); positivo quando "sai" da seção ou negativo, caso contrário.
 
 2. Tipos de elementos estruturais ( SPRINT – 2 )
1 - Elementos Lineares,
2 - Elementos Bidimensionais 
3 - Elementos Tridimensionais
 
 
1- Elementos estruturais Lineares
Elementos Lineares 
Os elementos lineares, também chamados barras, são peças alongadas, nas quais uma das dimensões (comprimento) é relativamente grande em relação às outras duas (dimensões transversais), sendo estas da mesma ordem de grandeza entre si. Podem considerar-se como barras, aqueles elementos estruturais em que o comprimento longitudinal supera em pelo menos três vezes a maior dimensão da seção transversal. De acordo com a sua função estrutural recebem as designações: 
Vigas: Elementos lineares em que a flexão é o esforço preponderante
 
 Pilares:
 Elementos lineares de eixo reto, usualmente dispostos na vertical, em que as forças normais de compressão são preponderantes.
Tirantes 
Elementos lineares de eixo reto em que as forças normais de tração são preponderantes.
 
 Arcos:
 Elementos lineares de eixos curvos em que as forças normais de compressão são preponderantes, agindo ou não simultaneamente com esforços solicitantes de flexão, cujas ações estão contidas em seu plano
Elementos de superfície:
 Elementos em que uma dimensão, usualmente chamada espessura, é relativamente pequena em face das demais, podendo receber as seguintes designações:
Placas:
 Elementos de superfície plana sujeitos principalmente a ações normais a seu plano. As placas de concreto são usualmente denominadas lajes. Placas com espessura maior que 1/3 do vão devem ser estudadas como placa espessa.
 
Chapas :
Elementos de superfície plana sujeitos principalmente a ações contidas em seu plano. As chapas de concreto em que o vão for menor que três vezes a maior dimensão da seção transversal são usualmente denominadas vigas-parede
 
 Sistemas estruturais em concreto armado
 Os elementos estruturais, combinam entre si para formarem os sistemas estruturais.
 Sistemas de elementos lineares
A combinação dos principais elementos lineares; pilares e vigas, formam os sistemas estruturais de uso mais corrente. Eles podem ser classificados em lineares, planos e espaciais.
 Sistemas lineares 
Os sistemas lineares são constituídos por vigas simples, vigas contínuas, vigas contínuas rotuladas.
 
 Sistemas espaciais 
Os sistemas espaciais são estruturas aporticadas em duas direções. O exemplo mais comum são as estruturas de edifícios, formadas por pórticos espaciais de vários tramos e vários andares.
Elementos lineares dispostos na vertical cuja função é receber os esforços, sejam eles de vigas ou lajes, e transmiti-los à fundação.
 
2 - Elementos Bidimensionais
Bidimensionais
Elementos onde o comprimento e a largura têm dimensões muito maiores que a espessura, são os chamados “elementos de superfície”. As superfícies podem ser classificadas ainda em placas (quando a superfície é plana e os esforços são perpendiculares ao elemento), chapa (superfície plana com esforços contidos no plano) e cascas (superfície curva). Exemplo: laje.
Lajes
Elementos bidimensionais que recebem diretamente a maior parte dos esforços em uma estrutura. Tais esforços são perpendiculares a laje e podem ser concentradas ou distribuídas na superfície. Os tipos mais comuns de lajes são: maciça, nervurada, lisa (cogumelo) e pré-moldada.
 
 
 
 3 - Elementos Tridimensionais
Estruturas Tridimensionais ou de Volume
 São estruturas em que as três dimensões tem a mesma ordem de grandeza
Ex: blocos de fundações, sapatas, etc
 
 
 A sua representação estrutural é feita pelos planos que a compõem podendo ou não serem desdobrados em vistas
 
 3. Como são formadas as estruturas lineares 
 ( SPRINT – 3) 
 
 Os elementos básicos (que se repetem nas estruturas) são: Lajes, vigas, pilares e blocos (ou sapatas)
Lajes (ou placas): são elementos planos com duas dimensões (a e b) muito maiores que a terceira (h), cujos carregamentos são perpendiculares ao plano médio que contém os lados a e b. 
As lajes têm grande deformabilidade. Em ensaios de laboratório elas fissuram muito, mas dificilmente se rompem. A deformação no centro da laje (flecha) deve ser controlada. 
 
Vigas: São elementos lineares com duas dimensões (b e h) bem menores que a terceira(l). Os carregamentos são perpendiculares ao maior elemento(l) e estão submetidos a momentos fletores. Não deve estar submetida à torção. 
 
 Paredes estruturais:
Tirantes: são elementos estruturais que trabalham a tração, onde os esforços são absorvidos pela armadura, o concreto não colabora.
Pilares: elementos lineares com duas dimensões (hx e hy ) bem menores que a terceira ( le ). OS carregamentos são paralelos a le e comprimem a seção transversal (hx e hy ). Podem ser submetidos a momentos fletores pequenos. 
 
 Blocos sobre estacas ou tubulões: são elementos de transferência das cargas dos pilares para as estacas ou tubulões.“É um crime jogar tração em uma estaca comum.” 
 
 Sapatas: são elementos de transferência das cargas dos pilares diretamente para o solo
 
Uma estrutura (ou parte dela) não deve atingir ao longo da vida útil um estado limite, ou seja: Estado limite último (E.L.U.)
Não romper qualquer de suas partes;
Não perder estabilidade; 
Não perder o prazo de validade, durabilidade da estrutura (mais ou menos 50 anos para edificações residenciais)- f 25,0MPa ck ≥ (definido pela durabilidade e não pela resistência e relação a 0,60 c ≤ (durabilidade). 
Estado Limite de serviço (E.L.S.) 
Deslocamentos (devidos às deformações) prejudiciais ao funcionamento da estrutura; Sensibilidade visual (l/250) – carga total; Vibração sensível (l/350) – carga funcional (sc) Não fissurar (para não perder a durabilidade) Evitar falso alarme de ruína – falta de armadura de pele; 
 
4. Pórtico em estrutura de concreto armado 
( SRINT – 4 ) 
 
Os pórticos são elementos formados pela associação de pilares e vigas, ou seja, várias barras situadas em um único plano, com carregamento atuante no mesmo plano do sistema estrutural, que garantem a estabilidade e a resistência a esforços normais, cortantes e de flexão. São caracterizados por nós rígidos ou rotulados, podendo existir articulações nos elementos estruturais. Assim, um pórtico plano costuma ser a idealização de uma parte plana de uma estrutura tridimensional. O objetivo deste trabalho foi demonstrar alguns dos diferentes tipos de pórticos que podem ser usados na construção civil. Para efetivação desta análise, optou-se pela seguinte metodologia: estudo de caso considerando-se os pórticos isostáticos planos, que são a base para a compreensão de pórticos mais complexos. Para obter-se os diagramas dos esforços cortante e normal da barra, são projetadas as forças atuantes de um dos lados da seção em questão, na direção transversal ao eixo geométrico e na direção desse eixo, respectivamente. Com esses resultados, são traçados os diagramas. Podendo, assim, ser resolvido de forma rápida e relativamente simples. A elaboração de uma estrutura inicia-se a partir de um pré-dimensionamento de seus componentes, faz-se a determinação de seus esforços internos em análise de um modelo matemático que exprima o comportamento do sistema físico estrutural, para, então verificação desse dimensionamento com o conhecimento desses esforços.
 
Como esse sistema é sempre muito complexo, na construção do modelo matemático, são adotadas hipóteses simplificadoras, em função de sua importância e dos recursos disponíveis. Conclui-se que a análise de pórticos isostáticos resolve problemas de engenharia civil, constatando a estabilidade de estruturas, tornando-se assim, um tema relevante, pois a resistência e a rigidez de uma estrutura são essenciais na estabilidade da obra.