Aula 01 - Sistemas Estruturais I

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SISTEMAS ESTRUTURAIS I 
Engenharia Civil – Professora Lorena Soares
2024
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
INTRODUÇÃO À DISCIPLINA
Noções básicas dos sistemas estruturais, 
descrição dos principais tipos de elementos 
estruturais e dos respetivos sistemas estruturais 
existentes. 
CARGAS PERMANENTES E 
ACIDENTAIS
- Ações Permanentes nas estruturas. 
- Ações Acidentais na Estrutura. 
- NBR 6120. 
- Como obter as cargas permanentes. 
- Como obter as cargas Móveis. 
CARGAS EÓLICAS
- Como obter as cargas eólicas. 
- Força de Arrasto. 
- Coeficiente de Arrasto. 
Sistemas Estruturais I
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
MÉTODO DOS ESTADOS 
LIMITES
- O que é um estado limite. 
- Segurança Estrutural. 
- Segurança Estrutural – Ações. 
- Classificação das Ações. 
- Combinações. 
PÓRTICOS ESTRUTURAIS
- A concepção dos Pórticos Estruturais. 
- Harmonia com demais projetos. 
- Finalidade da Edificação. 
- Característica do solo. 
- Imposições Arquitetônicas. 
- Ações Atuantes na estrutura. 
Sistemas Estruturais I
CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
TRELIÇAS
- O que são treliças. 
- Nomenclatura. 
- Concepção dos nós. 
- Concepção das Barras. 
GRELHAS
- O que são. 
- Comportamento das grelhas. 
- Concepção das Grelhas. 
- Estabilidade do Sistema. 
ARCOS
- O que são. 
- Comportamento dos arcos. 
- Concepção dos arcos. 
- Estabilidade do Sistema. 
Sistemas Estruturais I
AGENDA PREVISTA
➢ 22/03 – 1ª Avaliação
➢ 26/04 – Seminário
➢ 14/06 – 3ª Avaliação
➢ 21/06 – Entrega APS
➢ 25/06 – AVIN 
➢ 04/07 – Resultado Final
DISTRIBUIÇÃO DE PONTOS
Avaliações: 45 pts
Seminário: 8 pts
AVIN
Unidades de Aprendizagem: 9 pts
APS: 10 pts
+ listas de exercícios: 3 pts
Ao final do semestre 
25 pontos
NOÇÕES BÁSICAS DOS 
SISTEMAS ESTRUTURAIS
01
Engenharia Civil – 2023
INTRODUÇÃO
Sistemas Estruturais I
O que é 
Estrutura?
É um conjunto capaz de
receber solicitações externas,
absorvê-las e transmiti-las até
seus apoios ou vínculos, onde
elas encontram um sistema de
forças equilibrantes,
denominadas forças reativas.
Sistemas Estruturais I
Estrutura de Edificações
Em um prédio em construção, pode-se claramente distinguir alguns 
elementos estruturais que compõem a parte resistente, ou estrutura, do 
prédio: 
 vigas, lajes, pilares, sapatas, blocos. 
Sistemas Estruturais I
Estrutura de Edificações
Sistemas Estruturais I
Estrutura de Edificações
Sistemas Estruturais I
Estrutura de Edificações
Sistemas Estruturais I
Estrutura de Edificações
Sistemas Estruturais I
Estrutura de Edificações
As estruturas são sistemas físicos 
constituídos de componentes 
interligados e deformáveis, capazes de 
receber e transmitir esforços. Em caso 
da estrutura a ser construída, esses 
componentes precisam ser 
dimensionados para ter capacidade 
resistente ao peso próprio e às 
demais ações que lhe serão aplicadas, 
além de ter adequado desempenho 
em serviço.
Sistemas Estruturais I
A forma ou a estrutura?
“A concepção da estrutura é anterior ao seu 
dimensionamento. Conceber uma estrutura é ter 
consciência da possibilidade da sua existência.”
 Y. C. P. Rebello
Projeto de Edificações
Um projeto tem as seguintes etapas:
● Concepção arquitetônica-estrutural;
● Determinação dos esforços reativos e internos, além de 
deslocamentos, através de um pré-dimensionamento;
● Verificação do dimensionamento dos componentes 
estruturais e suas ligações.
Sistemas Estruturais I
Projeto de Edificações
● Concepção arquitetônica-estrutural
Croquis podem ser definidos como a primeira inspiração na 
fase inicial de um projeto.
Trata-se de uma maneira rápida e clara de poder enxergar 
as primeiras ideias no papel. Na maioria das vezes, o 
trabalho final não tem muita relação com o croqui, já que 
passa por diversas alterações em seu andamento.
Mesmo assim, é possível observar em croquis sua essência 
prevista no início, como uma visão de futuro.
Sistemas Estruturais I
Sistemas Estruturais I
Croqui Arquitetura: Lina Bo Bardi – Casa de Vidro
Sistemas Estruturais I
Planta Baixa: Lina Bo Bardi – Casa de Vidro
Sistemas Estruturais I
Sistemas Estruturais I
Casa de Vidro
https://blogdaarquitetur
a.com/casa-de-vidro/ 
https://blogdaarquitetura.com/casa-de-vidro/
https://blogdaarquitetura.com/casa-de-vidro/
Sistemas Estruturais
da natureza e das edificações
O homem buscou modelos de sistemas estruturais na 
natureza para seguir de exemplo nas construções. 
Sistemas Estruturais I
Sistemas Estruturais
da natureza e das edificações
O homem buscou modelos de sistemas estruturais na 
natureza para seguir de exemplo nas construções. 
Sistemas Estruturais I
Sistemas Estruturais
da natureza e das edificações
O homem buscou modelos de sistemas estruturais na 
natureza para seguir de exemplo nas construções. 
Sistemas Estruturais I
Sistemas Estruturais
da natureza e das edificações
Stonehenge:
este templo foi 
construído entre 
3.100 a 1.100 a. C. 
na Inglaterra 
apenas com pedras 
apoiadas em forma 
de pilares e vigas, e 
estima-se que cada 
pedra pesa mais de 
20 toneladas. 
Sistemas Estruturais I
Geometria dos
Elementos Estruturais
Sistemas Estruturais I
lineares
superfície
volume
Geometria dos
Elementos Estruturais
Quando duas dimensões são da mesma ordem de grandeza 
e bem menores que a terceira dimensão, tem-se o elemento 
estrutural linear, cujo mais comum é o denominado barra 
(retas ou curvas).
Exemplos: vigas, colunas, pilares, escoras, tirante, nervuras 
etc., ditos elementos unidimensionais; 
Sistemas Estruturais I
Geometria dos
Elementos Estruturais
Sistemas Estruturais I
Geometria dos
Elementos Estruturais
Sistemas Estruturais I
Geometria dos
Elementos Estruturais
Sistemas Estruturais I
Geometria dos
Elementos Estruturais
Sistemas Estruturais I
Geometria dos
Elementos Estruturais
Quando duas dimensões são da mesma ordem de grandeza 
e bem maiores que a terceira dimensão, tem-se o elemento 
estrutural de superfície. 
Dentre os existentes, podem ser mencionados os elementos 
de superfície denominados placa, chapa e casca; 
Sistemas Estruturais I
Geometria dos
Elementos Estruturais
Sistemas Estruturais I
Geometria dos
Elementos Estruturais
Sistemas Estruturais I
Elementos de superfície plana 
sujeitos principalmente a ações 
normais a seu plano.
Elementos de superfície plana 
sujeitos principalmente a ações 
contidas em seu plano. 
Geometria dos
Elementos Estruturais
Sistemas Estruturais I
Geometria dos
Elementos Estruturais
Quando as três dimensões são da mesma ordem de 
grandeza, isto é, sem a predominância de uma dimensão 
sobre as outras, tem-se o elemento estrutural de volume, 
também denominado bloco. 
São exemplos as fundações.
Sistemas Estruturais I
Geometria dos
Elementos Estruturais
Sistemas Estruturais I
Geometria dos
Elementos Estruturais
Sistemas Estruturais I
Forças
A força é uma grandeza vetorial e portanto para ser 
completamente caracterizada é necessário conhecer:
● direção, 
● sentido, 
● intensidade e 
● ponto de aplicação.
Sistemas Estruturais I
4 kN
8 kN
Momento
Momento também é uma grandeza vetorial caracterizado 
por:
● direção, 
● sentido, 
● intensidade e 
● ponto de aplicação.
Sistemas Estruturais I
Forças
O conceito de força está intimamente ligado à massa e à 
aceleração. No caso de massa constante, a segunda lei de 
Newton traz que a força é o produto entre a massa e a 
variação da velocidade, conforme apresentado na equação:
→ → 
F = m . a
Sistemas Estruturais I
Forças Aplicadas
As forças aplicadas às estruturas são também denominadas 
ações solicitantes externas ativas, cargas externas, 
carregamentos ou simplesmente cargas.
Sistemas Estruturais I
E para elaboração de um projeto estrutural é 
fundamental que se tenha conhecimento de 
todas as forças que atuarão na estrutura.
Distribuição das Ações
Carga Concentrada
É aquela que se distribui em uma área muito reduzida 
relativamente à área do elemento. Neste caso, considera-se 
a cargacomo concentrada no centro de gravidade da área 
de contato. 
Sistemas Estruturais I
Distribuição das Ações
Carga Concentrada
Sistemas Estruturais I
Distribuição das Ações
Carga Distribuída
É a que incide numa área com dimensão da mesma ordem 
de grandeza da estrutura ou do elemento em análise. Neste 
caso, pode-se transformar a carga distribuída em uma carga 
concentrada equivalente, chamada de “resultante”. A 
resultante somente será equivalente à carga original se 
ambas provocarem a mesma tendência de translação e de 
rotação. 
Sistemas Estruturais I
Distribuição das Ações
Carga Distribuída por metro quadrado
Sistemas Estruturais I
Distribuição das Ações
Carga Distribuída por metro
Sistemas Estruturais I
Forças Aplicadas
A partir do conhecimento completo 
das forças atuantes sobre uma 
edificação no seu módulo, direção e 
sentido, será possível desenvolver 
uma estrutura adequadamente 
dimensionada para que essas forças 
sejam suportadas e transferidas 
para o solo a partir da fundação, 
atingindo o equilíbrio estático.
Sistemas Estruturais I
Caminho das Forças
No caso da estrutura das edificações, esse conjunto de 
elementos torna-se o caminho pelo qual as forças que 
atuam sobre ela devem transitar até chegar ao seu destino 
final, o solo.
Sistemas Estruturais I
Para transferir um conjunto de 
forças até o solo pode-se 
utilizar de muitos caminhos ou 
poucos caminhos.
Caminho das Forças
Em uma analogia com uma estrutura viária, se a ligação 
entre dois bairros for feita apenas com uma rua, deve-se 
construir uma rua bem larga, para que não ocorra 
engarrafamentos.
Sistemas Estruturais I
Se ao contrário, houver várias ruas ligando 
os dois bairros, não haverá necessidade de 
ruas muito largas.
Caminho das Forças
Uma pessoa de massa constante sob o 
efeito da aceleração gravitacional da Terra 
exercerá uma força sobre o muro. 
A força resultante atuando sobre o muro 
será o produto entre as grandezas massa e 
aceleração gravitacional.
Sistemas Estruturais I
Caminho das Forças
Supondo que a mesma pessoa está agora 
sobre um pórtico, composto por uma viga 
de concreto, dois pilares e a fundação. 
Sistemas Estruturais I
Caminho das Forças
Em uma edificação, o que é mais vantajoso: 
utilizar diversos caminhos para as forças, reduzindo as 
seções individuais, 
ou utilizar menos caminhos, aumentando as seções dos 
elementos? 
Sistemas Estruturais I
Caminho das Forças
Ao se transferir um conjunto de forças até o seu destino 
final, que é o solo, podem ser usadas grandes ou pequenas 
quantidades de ramais de distribuição, sendo, que quanto 
menor a quantidade de caminhos que as cargas devem 
percorrer, cada caminho deverá apresentar uma seção 
transversal maior, suportando individualmente mais carga 
do que se as forças fossem mais distribuídas. 
Sistemas Estruturais I
Espaço de Exposição do Parque 
Anhembi - SP
Sistemas Estruturais I
Museu de Arte de São Paulo
Sistemas Estruturais I https://www.causp.gov.br/wp-content/uploads/2015/12/LivroMaspEstrutura6.pdf 
https://www.causp.gov.br/wp-content/uploads/2015/12/LivroMaspEstrutura6.pdf
Capacidade das Edificações
Os elementos estruturais, assim como toda e qualquer 
estrutura, devem apresentar as propriedades de resistência 
e de rigidez, isto é, serem capazes de resistir cargas, dentro 
de certos limites, sem se romperem e sem sofre grandes 
deformações ou variações de suas dimensões originais. 
Sistemas Estruturais I
Capacidade das Edificações
Resistência é a capacidade de transmitir as forças 
internamente, molécula por molécula, dos pontos de 
aplicação aos apoios, sem que ocorra a ruptura da peça. 
Para analisar a capacidade resistente de uma estrutura é 
necessária a determinação:
• dos esforços solicitantes internos;
• das tensões internas.
Sistemas Estruturais I
Capacidade das Edificações
Rigidez é a capacidade de não deformar excessivamente, 
para o carregamento previsto, o que comprometeria o 
funcionamento e o aspecto da peça. 
O cálculo das deformações é feito na Resistência dos 
Materiais.
Sistemas Estruturais I
Sistemas Estruturais I
Referências
Cezario, N. S. Sistemas Estruturais I. Londrina : Editora e Distribuidora 
Educacional S.A., 2019. 
Jansen, R. F. Teoria das Estruturas I – Departamento de Engenharia Civil da 
FURB.
Gonçalves, R. M. Malite, M. e Sales, J. J. Sistemas Estruturais. USP. São Carlos.
Rebello, Y. C. P. A concepção estrutural e a arquitetura
Soriano, H. L. Estática das Estruturas. Editora Ciência Moderna. 2013.
Sistemas Estruturais I
	Slide 1: SISTEMAS ESTRUTURAIS I 
	Slide 2: CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
	Slide 3: CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
	Slide 4: CONTEÚDO PROGRAMÁTICO
	Slide 5: AGENDA PREVISTA
	Slide 6: DISTRIBUIÇÃO DE PONTOS
	Slide 7: NOÇÕES BÁSICAS DOS SISTEMAS ESTRUTURAIS
	Slide 8: INTRODUÇÃO
	Slide 9: O que é Estrutura?
	Slide 10: Estrutura de Edificações
	Slide 11: Estrutura de Edificações
	Slide 12: Estrutura de Edificações
	Slide 13: Estrutura de Edificações
	Slide 14: Estrutura de Edificações
	Slide 15: Estrutura de Edificações
	Slide 16: A forma ou a estrutura?
	Slide 17: Projeto de Edificações
	Slide 18: Projeto de Edificações
	Slide 19
	Slide 20
	Slide 21
	Slide 22
	Slide 23: Sistemas Estruturais da natureza e das edificações
	Slide 24: Sistemas Estruturais da natureza e das edificações
	Slide 25: Sistemas Estruturais da natureza e das edificações
	Slide 26: Sistemas Estruturais da natureza e das edificações
	Slide 27: Geometria dos Elementos Estruturais
	Slide 28: Geometria dos Elementos Estruturais
	Slide 29: Geometria dos Elementos Estruturais
	Slide 30: Geometria dos Elementos Estruturais
	Slide 31: Geometria dos Elementos Estruturais
	Slide 32: Geometria dos Elementos Estruturais
	Slide 33: Geometria dos Elementos Estruturais
	Slide 34: Geometria dos Elementos Estruturais
	Slide 35: Geometria dos Elementos Estruturais
	Slide 36: Geometria dos Elementos Estruturais
	Slide 37: Geometria dos Elementos Estruturais
	Slide 38: Geometria dos Elementos Estruturais
	Slide 39: Geometria dos Elementos Estruturais
	Slide 40: Forças
	Slide 41: Momento
	Slide 42: Forças
	Slide 43: Forças Aplicadas
	Slide 44: Distribuição das Ações
	Slide 45: Distribuição das Ações
	Slide 46: Distribuição das Ações
	Slide 47: Distribuição das Ações
	Slide 48: Distribuição das Ações
	Slide 49: Forças Aplicadas
	Slide 50: Caminho das Forças
	Slide 51: Caminho das Forças
	Slide 52: Caminho das Forças
	Slide 53: Caminho das Forças
	Slide 54: Caminho das Forças
	Slide 55: Caminho das Forças
	Slide 56: Espaço de Exposição do Parque Anhembi - SP
	Slide 57: Museu de Arte de São Paulo
	Slide 58: Capacidade das Edificações
	Slide 59: Capacidade das Edificações
	Slide 60: Capacidade das Edificações
	Slide 61
	Slide 62: Referências