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A01 - Parte 2

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Evolução dos 
Sistemas Estruturais
Uma viagem no tempo
©Copyright 2021:
Apostila desenvolvida pelos professores Daniel de Souza
Machado, Tatiana Bittencourt Dumêt e Alex Alves Bandeira.
Prof. Pós-Dr. Alex Alves Bandeira
Professor DE
ENG 298 Estática das Construções 2/ 72
DEFINIÇÕES
Estrutura é “o conjunto das partes de uma construção
que se destinam a resistir cargas; armação; esqueleto;
arcabouço”. (Dicionário A. B. de Holanda)
“Estrutura, em arquitetura, é o sistema material da
edificação capaz de transmitir cargas e absorver
esforços, de modo a garantir a estabilidade, a
segurança e a integridade da construção, cooperando
na sua organização espacial e na sua expressão,
mediante o adequado emprego dos materiais, das
técnicas, dos processos e dos recursos econômicos-
financeiros”. (Prof. Erico Weidle – UnB)
ENG 298 Estática das Construções 3/ 72
DEFINIÇÕES
“A estrutura em uma construção, tem como função
prioritária, garantir a forma espacial idealizada para a
mesma, e de assegurar sua integridade pelo período
de tempo que for julgado necessário”. (Professores
Jairo Sales, Max Malite e Roberto Gonçalves – EESC/USP)
“São as partes que suportam as cargas de construção
e as transmitem às fundações”. (Professores Daiçon da
Silva e André Souto – UnB)
Conceito de ESTRUTURA RESISTENTE.
RESUMINDO:
É o que mantém a construção de pé!!!
ENG 298 Estática das Construções 4/ 72
MORFOLOGIA
“A estabilidade da construção deve manifestar-se não
só através de cálculo estático, mas também pela forma
comunicada visualmente”. (Professores Daiçon da Silva e
André Souto – UnB)
Tipos de fatores morfogênicos (Professores Daiçon da
Silva e André Souto – UnB):
Fatores FUNCIONAIS;
Fatores TÉCNICOS;
Fatores ESTÉTICOS.
ENG 298 Estática das Construções 5/ 72
Fatores Funcionais
São os fatores preponderantes na definição da
forma da estrutura.
As funções fundamentais são:
Habitação: residências, escritórios, armazéns,
indústrias, etc. (Edificações);
Tráfego: caminhos, ruas, estradas, ferrovias,
teleféricos, túneis, viadutos, etc.;
Condução: líquidos (canais e tubos) e gases (dutos
e chaminés);
Contenção: reservatórios, silos, barragens,
escoras, arrimos, etc.
ENG 298 Estática das Construções 6/ 72
Fatores Técnicos
Envolve a técnica de construção empregada, o estágio
dos processos de cálculo estrutural e a economia diante
dos recursos disponíveis.
ENG 298 Estática das Construções 7/ 72
Fatores Estéticos
Devem levar em conta a escala e as
proporções dos espaços, sempre
vinculados às dimensões do ser
humano, dimensões estas de ordem
física e, especialmente, psicológica.
“Todas as estruturas estão subordinadas,
direta ou indiretamente, às dimensões
humanas: o ser humano é a escala, pois
é ele a medida de todas as coisas”.
(Professores Daiçon da Silva e André Souto –
UnB)
ENG 298 Estática das Construções 8/ 72
Fatores Estéticos
Em todos os tempos, as obras notáveis
mostram, de modo fundamental e até
ostensiva, a sua estrutura resistente.
A estrutura resistente, resolvida com
lógica e simplicidade, comunica ao
observador sensações de equilíbrio e
estabilidade que confortam.
(Professores Daiçon da Silva e André Souto – UnB)
ENG 298 Estática das Construções 9/ 72
Uma estrutura consiste em uma série de
partes conectadas usadas para suportar
cargas.
Exemplos: edificações, pontes, torres,
reservatórios, represas, etc ...
O processo de criação de qualquer
dessas estruturas requer Planejamento,
Análise, Projeto e Construção.
TIPOS DE ESTRUTURAS
HIBBELER, R. C. (1995)
ENG 298 Estática das Construções 10/ 72
PLANEJAMENTO
Quando se cria uma estrutura para servir
uma função específica para uso público,
deve-se, primeiramente, fazer as
considerações a respeito da escolha da
forma estrutural de tal modo a garantir
segurança, estética e economia.
Usualmente, essa é a fase mais difícil e,
também, a mais importante da
engenharia estrutural → CONCEPÇÃO!
HIBBELER, R. C. (1995)
ENG 298 Estática das Construções 11/ 72
PLANEJAMENTO
Frequentemente, a concepção requer vários
estudos independentes de soluções diversas,
antes que se possa fazer um julgamento final
sobre qual é a forma (arco, treliça, pórtico,
etc...) mais apropriada. Quando isso é decidido,
as cargas, os materiais e o arranjo estrutural e
suas dimensões são, então, determinados.
Obviamente, as habilidades necessárias para
executar essas atividades de planejamento,
normalmente, vem com a experiência de anos
de atuação tanto na arte como na ciência da
Engenharia.
HIBBELER, R. C. (1995)
ENG 298 Estática das Construções 12/ 72
ANÁLISE
Para analisar corretamente uma estrutura,
devem ser feitas algumas idealizações
sobre como os elementos (peças)
estruturais são apoiados e conectados.
Feito isso, especificam-se as cargas, e
pode-se calcular as forças e os
deslocamentos dos elementos pela Teoria
da Mecânica das Estruturas.
HIBBELER, R. C. (1995)
ENG 298 Estática das Construções 13/ 72
ANÁLISE
ENG 298 Estática das Construções 14/ 72
ANÁLISE
ENG 298 Estática das Construções 15/ 72
PROJETO (Dimensionamento)
Após a determinação dos esforços internos do
elemento, o seu tamanho pode ser determinado
para que atenda aos critérios de resistência, à
estabilidade e à deformação definidos nas
respectivas normas e especificações técnicas.
Além disso, as ligações entre os elementos
devem ser dimensionados, também, para
atender aos critérios de resistência e suas
dimensões devem ser detalhadas para que
todas as partes se encaixem adequadamente.
HIBBELER, R. C. (1995)
ENG 298 Estática das Construções 16/ 72
CONSTRUÇÃO
Essa fase final requer o ordenamento dos
vários componentes da estrutura e o
planejamento das atividades que
envolvem o processo de construção da
estrutura. Nesse aspecto, todas as fases
da construção devem ser inspecionadas
para garantir que estejam de acordo com
os respectivos projetos.
HIBBELER, R. C. (1995)
ENG 298 Estática das Construções 17/ 72
É importante para um engenheiro de estruturas
reconhecer os vários tipos de elementos que
compõem uma estrutura e ser capaz de
classificá-las quanto à forma e a função.
Elementos Estruturais:
Tipos Estruturais:
CLASSIFICAÇÃO DAS ESTRUTURAS
-Tirantes
-Vigas
-Pilares
-Treliças
-Cabos e Arcos
-Pórticos
-Estruturas de SuperfícieHIBBELER, R. C. (1995)
ENG 298 Estática das Construções 18/ 72
TIRANTES
HIBBELER, R. C. (1995)
Barra
Cantoneira em U
Tirante
Seções Típicas
Chapa
Cantoneira em L
ENG 298 Estática das Construções 19/ 72
VIGA
HIBBELER, R. C. (1995)
Mesa
Alma
Viga
Viga biapoiada
Viga em balanço
Viga biengastada
Viga contínua
ENG 298 Estática das Construções 20/ 72
VIGA
HIBBELER, R. C. (1995)
Viga com seção variável
Viga metálica com chapas
ENG 298 Estática das Construções 21/ 72
VIGA
HIBBELER, R. C. (1995)
Barras de aço
ENG 298 Estática das Construções 22/ 72
PILARES
HIBBELER, R. C. (1995)
Pilares
Concreto
Metal
ENG 298 Estática das Construções 23/ 72
TRELIÇAS
HIBBELER, R. C. (1995)
Compressão
Tração
Carregamento causando a flexão 
da treliça desenvolve compressão 
nas barras superiores e tração nas 
inferiores
ENG 298 Estática das Construções 24/ 72
CABOS E ARCOS
HIBBELER, R. C. (1995)
Compressão
Tração
ENG 298 Estática das Construções 25/ 72
PÓRTICOS
HIBBELER, R. C. (1995)
Engaste Rótula
Engaste Rótula
ENG 298 Estática das Construções 26/ 72
ESTRUTURAS DE SUPERFÍCIE
HIBBELER, R. C. 
(1995)
ENG 298 Estática das Construções 27/ 72
As estruturas podem serdivididas em
partes ou elementos estruturais:
Divisão real: peças pré-moldadas;
Divisão virtual: simplificação do cálculo.
CLASSIFICAÇÃO DAS ESTRUTURAS
ENG 298 Estática das Construções 28/ 72
Os elementos estruturais, em função das
suas três dimensões externas principais,
podem ser divididos em:
Elementos lineares (ou de barras – 1D);
Elementos laminares (ou de superfície –
2D);
Elementos de volume (ou de blocos – 3D).
CLASSIFICAÇÃO DAS ESTRUTURAS
ENG 298 Estática das Construções 29/ 72
Elementos Lineares
Quando duas dimensões são da mesma ordem
de grandeza e muito menores que a terceira
(Vigas e Pilares).
h
b
b, h << 
ENG 298 Estática das Construções 30/ 72
Elementos Laminares
Quando duas dimensões são da mesma ordem
de grandeza e muito maiores que a terceira
[Placas (Lajes), Chapas e Cascas].
x
y
h
h << , x y
ENG 298 Estática das Construções 31/ 72
Elementos de Volume
Quando as três
dimensões são da
mesma ordem de
grandeza (Blocos
de fundação).
a
h
b
ENG 298 Estática das Construções 32/ 72
Elementos lineares
Vigas com vão único
ENG 298 Estática das Construções 33/ 72
Elementos lineares
Vigas contínuas
ENG 298 Estática das Construções 34/ 72
Elementos lineares
Vigas curvas
ENG 298 Estática das Construções 35/ 72
Estrutura linear
Treliça
ENG 298 Estática das Construções 36/ 72
Estruturas lineares
Tesouras
ENG 298 Estática das Construções 37/ 72
Estrutura linear - treliça
ENG 298 Estática das Construções 38/ 72
Estrutura linear - Arco
ENG 298 Estática das Construções 39/ 72
Estrutura linear
Arco treliçado
ENG 298 Estática das Construções 40/ 72
Estrutura linear – estruturas pênseis
ENG 298 Estática das Construções 41/ 72
Estrutura linear – estruturas pênseis
ENG 298 Estática das Construções 42/ 72
Elementos laminares – superfícies planas: cargas 
paralelas ao plano da seção (chapas)  vigas parede
ENG 298 Estática das Construções 43/ 72
Elementos laminares –
superfícies planas : 
cargas perpendiculares 
ao plano da seção 
(placas)  lajes
ENG 298 Estática das Construções 44/ 72
Elementos laminares –
superfícies curvas: cascas
ENG 298 Estática das Construções 45/ 72
Elemento de volume
Bloco de fundação
ENG 298 Estática das Construções 46/ 72
Elemento de volume
Consolo
ENG 298 Estática das Construções 47/ 72
EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS
Paleolítico: do surgimento do homem (≈ 2,3 
milhões de anos a.C.) até ≈ 10 mil anos a.C. 
caprichos da natureza  abrigos provisórios.
ENG 298 Estática das Construções 48/ 72
Paleolítico: ≈ 13 mil anos a.C.
EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS
ENG 298 Estática das Construções 49/ 72
Entre 4 mil e 3 mil anos a.C. utilização da
pedra
Civilizações da
Mesopotâmia: torre
de vigia em Jericó,
com,
aproximadamente,
8,5m de altura,
construída com
pedras de talhe
grosseiro e unidas
com barro
EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS
ENG 298 Estática das Construções 50/ 72
Civilização Egípcia: em torno de 2630 a.C.
 Pirâmide em degrau de Saqara
EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS
ENG 298 Estática das Construções 51/ 72
Evolução das pirâmides:
Em degrau
Romboidal
Faces retas
62 m
106 m
147 m
EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS
ENG 298 Estática das Construções 52/ 72
Stonehenge: de 3000 a.C. a 1500 a.C.
Sistema de vigas 
biapoiadas
EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS
ENG 298 Estática das Construções 53/ 72
Cultura Nurague: em torno de 1800 a.C.
EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS
ENG 298 Estática das Construções 54/ 72
Gregos: último milênio a.C.  grandes
construtores  Partenon
Cercado por 46 
colunas com 
2m de diâmetro 
na base e 10m 
de altura
EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS
ENG 298 Estática das Construções 55/ 72
Etruscos: último milênio a.C.  grandes
engenheiros  construções em arco, rede de
esgoto, templos.
Paredes e 
colunas feitas de 
tijolos secos ao 
sol, alicerces de 
tufo calcário, 
telhado de 
telhas de 
terracota 
sustentado por 
colunas e vigas 
de madeira.
EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS
ENG 298 Estática das Construções 56/ 72
Romanos: maiores construtores da história (de
753 a.C. a 565 d.C.)
Peças biapoiadas
EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS
ENG 298 Estática das Construções 57/ 72
Romanos: Ponte de Gard (vão – 275m; altura
– 49m; aqueduto – 50km): de 15 a.C. a 14
d.C.
EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS
ENG 298 Estática das Construções 58/ 72
Romanos: Coliseu (entre 70 d.C. e 82 d.C.)
EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS
ENG 298 Estática das Construções 59/ 72
EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS
Panteão de Roma -
(118 d.C a 128 d.C.) 
ENG 298 Estática das Construções 60/ 72
Romanos: de 753 a.C. a 565 d.C.
Abóbada do Panteão:
Esfera perfeita de 
43m de diâmetro 
EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS
ENG 298 Estática das Construções 61/ 72
Idade Média: de 395 d.C. a 1453 d.C.
EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS
ENG 298 Estática das Construções 62/ 72
Idade Moderna: de 1453 a 1789
Renascimento: séculos XV e XVI
Maneirismo, Barroco, Rococó (detalhes
decorativos)
Revolução Industrial: início em 1780
Surgimento do ferro e do aço: estruturas
metálicas
Grandes mudanças nos sistemas estruturais:
estruturas treliçadas, pênseis, estaiadas, etc.
EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS
ENG 298 Estática das Construções 63/ 72
Idade Moderna: de 1453 a 1789
Iron Bridge (1781), 
em Shropshire: 
arquitetos Thomas 
Pritchard e 
Abraham Darby III.
EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS
ENG 298 Estática das Construções 64/ 72
Idade Contemporânea: de 1789 a hoje
Construção da 
Torre Eiffel - 1889
EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS
ENG 298 Estática das Construções 65/ 72
Idade Contemporânea: de 1789 a hoje
EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS
ENG 298 Estática das Construções 66/ 72
Idade Contemporânea: de 1789 a hoje
EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS
ENG 298 Estática das Construções 67/ 72
Idade Contemporânea: de 1789 a hoje
Ponte Akashi-Kaiko (Japão)
EVOLUÇÃO DOS SISTEMAS
ENG 298 Estática das Construções 68/ 72
ENG 298 Estática das Construções 69/ 72
SISTEMAS ESTRUTURAIS
ENG 298 Estática das Construções 70/ 72
SISTEMAS ESTRUTURAIS
ENG 298 Estática das Construções 71/ 72
É importante para um engenheiro de
estruturas reconhecer os vários tipos
de elementos que compõem uma
estrutura e ser capaz de classificá-las
quanto à forma e a função.
SISTEMAS ESTRUTURAIS
HIBBELER, R. C. (1995)
Escolher adequadamente qual o melhor 
SISTEMA ESTRURAL!
Evolução dos Sistemas 
Estruturais
FIM
Escola Politécnica - Universidade Federal da Bahia
Departamento de Construção e Estruturas

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