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<p>UCB – Universidade Católica de Brasília</p><p>Curso: Arquitetura e Urbanismo</p><p>Disciplina: Estruturas Aplicadas À Arquitetura - Aço E Madeira</p><p>Professor: Nathann Vasconcelos Gomes</p><p>1ª ATIVIDADE</p><p>1. De acordo com a classificação geométrica dos elementos estruturais, defina as características de elementos de</p><p>barra, lâmina e bloco.</p><p>2. Cite elementos estruturais que são classificados como barras e que são usados para diferentes finalidades</p><p>(trabalham sob diferentes esforços). Explique as diferenças.</p><p>3. No caso de elementos laminares (de superfície), comente sobre a diferença entre os que trabalham como placa</p><p>e como casca.</p><p>4. Na composição de carregamentos atuantes sobre as estruturas, algumas cargas podem ser classificadas como</p><p>cargas permanentes. Dê exemplo de algumas.</p><p>5. Na composição de carregamentos atuantes sobre as estruturas, algumas cargas podem ser classificadas como</p><p>cargas acidentais. Dê exemplo de algumas.</p><p>6. Considere uma viga de concreto armado cuja seção transversal retangular tem as dimensões de 20x60 cm. O</p><p>comprimento total desta viga é de 4,0 m. Calcule o peso total deste elemento e o valor de uma carga distribuída</p><p>uniforme que o represente.</p><p>7. Considere uma viga de madeira (jatobá) cuja seção transversal retangular tem as dimensões de 20x60 cm. O</p><p>comprimento total desta viga é de 4,0 m. Calcule o peso total deste elemento e o valor de uma carga distribuída</p><p>uniforme que o represente.</p><p>8. Considere uma viga de aço cuja seção transversal possui uma área de 25,1 cm² (W200x19,3). O comprimento</p><p>total desta viga é de 4,0 m. Calcule o peso total deste elemento e o valor de uma carga distribuída uniforme que</p><p>o represente.</p><p>9. Considere uma laje maciça de concreto que possui uma espessura de 10 cm. Sobre a laje existe ainda um</p><p>contrapiso de regularização com espessura média de 3cm e um revestimento de porcelanato de 10 mm. Calcule</p><p>o valor de uma carga distribuída uniforme que o represente o peso permanente para a composição deste piso.</p><p>10. Cite quais são as cargas verticais de ocupação mínimas que devem ser consideradas atuantes sobre as lajes para</p><p>as seguintes utilizações:</p><p>a. Escritório de uso comercial</p><p>b. Dormitório</p><p>c. Academia de edifício residencial</p><p>d. Academia</p><p>e. Sala de aula</p><p>f. Mezanino de uma loja de shopping center</p><p>g. Escada residencial</p><p>h. Escada de um shopping center</p><p>1. De acordo com a classificação geométrica dos elementos estruturais, defina as características de elementos de</p><p>barra, lâmina e bloco.</p><p>Barra</p><p>Definição: Uma barra é um elemento estrutural em que uma de suas dimensões, o comprimento, predomina em</p><p>relação às outras duas, largura e altura da seção transversal.</p><p>Características:</p><p>Predominância do comprimento: O comprimento da barra é significativamente maior que a largura e a altura.</p><p>Uso isolado: A barra pode ser utilizada isoladamente, sem exigir associações especiais com outros elementos.</p><p>Aplicações comuns: Pode ser usada para pendurar cargas (como um cabo), apoiar cargas (como um pilar), ou vencer</p><p>vãos (como uma viga).</p><p>Versatilidade: É o elemento estrutural de uso mais amplo devido à sua versatilidade.</p><p>Lâmina</p><p>Definição: Uma lâmina é um elemento estrutural em que duas de suas dimensões, comprimento e largura,</p><p>prevalecem em relação à terceira, a espessura.</p><p>Características:</p><p>Predominância de duas dimensões: O comprimento e a largura são maiores que a espessura, fazendo com que a</p><p>lâmina tenha uma forma alongada e fina.</p><p>Tipos de lâmina:</p><p>Membranas: Lâminas muito finas que apresentam resistência apenas no plano, como lonas ou tecidos tensionados.</p><p>Placas: Lâminas mais rígidas que podem suportar cargas perpendiculares ao seu plano, como lajes de concreto.</p><p>Cascas: Lâminas que obtêm resistência através de curvaturas ou dobraduras, como as superfícies curvas em</p><p>estruturas arquitetônicas.</p><p>Estabilidade: A forma da lâmina pode ser influenciada por fatores externos, especialmente para membranas,</p><p>enquanto placas e cascas mantêm sua forma de maneira mais estável.</p><p>Bloco</p><p>Definição: Um bloco é um elemento estrutural em que as três dimensões apresentam a mesma ordem de grandeza.</p><p>Características:</p><p>Dimensões semelhantes: O comprimento, a largura e a altura do bloco têm valores próximos, dando-lhe uma forma</p><p>tridimensional robusta.</p><p>Associações: Para ser eficaz como estrutura, os blocos geralmente precisam ser usados em associações que criem</p><p>forças internas para mantê-los unidos, como em paredes de alvenaria.</p><p>Estabilidade: Blocos colocados lado a lado tendem a escorregar se não houver forças externas que os mantenham</p><p>juntos.</p><p>Aplicações: Usados frequentemente na construção de paredes, arcos ou outras estruturas que exigem a união de</p><p>múltiplos blocos.</p><p>2. Cite elementos estruturais que são classificados como barras e que são usados para diferentes finalidades</p><p>(trabalham sob diferentes esforços). Explique as diferenças.</p><p>Elementos estruturais classificados como barras podem ser usados para diversas finalidades e são submetidos a diferentes tipos</p><p>de esforços. A seguir, são citados alguns exemplos e explicadas as diferenças nos esforços que cada um suporta:</p><p>Viga</p><p>Função: As vigas são elementos estruturais que suportam cargas transversais ao seu eixo longitudinal. Elas são usadas para vencer</p><p>vãos, ou seja, para suportar pisos, lajes, e telhados.</p><p>Esforços principais: Trabalham predominantemente sob flexão e corte.</p><p>Flexão: Ocorre quando uma carga aplicada à viga provoca um momento que a faz dobrar, gerando tensões de compressão em uma</p><p>face e de tração na face oposta.</p><p>Corte: Ocorre nas seções transversais da viga devido às forças verticais que tendem a deslizar uma parte da viga em relação à</p><p>outra.</p><p>Pilar</p><p>Função: Os pilares são elementos verticais que suportam cargas predominantemente axiais. Eles são usados para transferir as</p><p>cargas de lajes, vigas, e telhados para as fundações.</p><p>Esforços principais: Trabalham sob compressão e, em alguns casos, flexão.</p><p>Compressão: A carga é aplicada ao longo do eixo do pilar, comprimindo o material. O pilar deve resistir ao esmagamento e à</p><p>flambagem.</p><p>Flexão: Em casos onde há excentricidade na aplicação das cargas ou ação de vento, o pilar também pode sofrer momentos de</p><p>flexão.</p><p>Tirante (Cabo ou Barra de Tração)</p><p>Função: Tirantes são barras usadas para resistir a forças de tração. Eles são frequentemente usados em estruturas suspensas,</p><p>como pontes pênseis e coberturas tensionadas.</p><p>Esforços principais: Trabalham sob tração.</p><p>Tração: As forças aplicadas ao tirante alongam o elemento, gerando tensões de tração que devem ser suportadas sem</p><p>alongamento excessivo ou ruptura.</p><p>Tirante de Compressão (Estruturas em Tensegridade)</p><p>Função: Embora seja menos comum, algumas barras trabalham sob compressão em sistemas onde a estabilidade é mantida pela</p><p>combinação de elementos em compressão e outros em tração, como em estruturas de tensegridade.</p><p>Esforços principais: Trabalham sob compressão, similar aos pilares, mas dentro de sistemas que equilibram compressão e tração</p><p>de forma não convencional.</p><p>Diferenças nos Esforços:</p><p>Vigas: Devem ser projetadas para resistir tanto à flexão quanto ao corte, com as fibras inferiores e superiores sendo sujeitas a</p><p>tração e compressão, respectivamente.</p><p>Pilares: Devem ser projetados principalmente para resistir à compressão axial, mas também precisam ser verificados quanto à</p><p>flambagem e, em alguns casos, à flexão.</p><p>Tirantes: Precisam suportar tensões de tração, o que exige materiais que resistam bem ao alongamento e tenham alta resistência</p><p>à tração.</p><p>Tirantes de Compressão: Embora trabalhem sob compressão, fazem parte de sistemas onde a estabilidade depende de um</p><p>equilíbrio entre elementos de compressão e tração.</p><p>3. No caso de elementos laminares (de superfície), comente sobre a diferença entre os que trabalham como placa</p><p>e como casca.</p><p>Elementos laminares, ou de superfície, são aqueles em que duas de suas dimensões (comprimento e largura) são muito maiores</p><p>do que a terceira (espessura). Esses elementos podem ser classificados como placas ou cascas dependendo de como resistem aos</p><p>esforços aplicados e da sua forma geométrica.</p><p>Abaixo, comento as principais diferenças entre placas e cascas:</p><p>Placas</p><p>Definição: Placas são elementos laminares que possuem uma geometria plana e são capazes de resistir a forças aplicadas</p><p>perpendicularmente ao seu plano, ou seja, forças normais à sua superfície.</p><p>Esforços principais:</p><p>Flexão: Placas resistem predominantemente por meio de flexão. Quando uma carga é aplicada perpendicularmente ao plano da</p><p>placa, ela se deforma, criando momentos fletores que causam tensões de tração em uma face e de compressão na outra.</p><p>Corte: Além dos momentos fletores, placas também resistem a forças de corte que atuam ao longo de seu plano e causam</p><p>tensões cisalhantes.</p><p>Características estruturais:</p><p>Rigidez: A rigidez de uma placa é obtida principalmente por sua espessura e pela resistência à flexão. Quanto maior a espessura,</p><p>maior a rigidez.</p><p>Forma geométrica: Placas são geralmente planas e permanecem estáveis em sua forma sob a aplicação de cargas normais, sem a</p><p>necessidade de curvatura.</p><p>Aplicações comuns: Placas são usadas em pisos, lajes, forros, e outras superfícies planas em edificações.</p><p>Cascas</p><p>Definição: Cascas são elementos laminares que possuem uma geometria curva e obtêm sua resistência estrutural através dessa</p><p>curvatura. A curvatura permite que as cascas distribuam as forças ao longo de sua superfície, tornando-as mais eficientes em</p><p>resistir a cargas.</p><p>Esforços principais:</p><p>Tração e compressão no plano: As cascas resistem a esforços internos principalmente por meio de tensões de tração e</p><p>compressão que se distribuem ao longo do plano da casca. A curvatura permite que essas tensões se equilibrem, minimizando a</p><p>necessidade de resistir a flexão.</p><p>Flexão reduzida: Devido à sua forma curva, as cascas experimentam menos flexão comparadas às placas, o que as torna mais</p><p>eficientes no uso de material.</p><p>Cargas permanentes são aquelas que atuam continuamente sobre a estrutura durante toda a sua vida útil, com intensidade,</p><p>direção e sentido praticamente constantes. Essas cargas são previsíveis e podem ser determinadas com alta precisão. Abaixo</p><p>estão alguns exemplos de cargas permanentes:</p><p>Peso próprio da estrutura: O peso dos elementos estruturais, como vigas, pilares, lajes, e fundações, é uma carga permanente</p><p>porque não varia ao longo do tempo. Este é o principal componente das cargas permanentes em qualquer estrutura.</p><p>Peso dos revestimentos de pisos.</p><p>Inclui o peso de contrapisos, pisos cerâmicos, carpetes, e outros tipos de revestimentos aplicados sobre as lajes. Esses</p><p>revestimentos são considerados permanentes porque não mudam durante a vida útil do edifício.</p><p>Peso das paredes: O peso das paredes, sejam elas de alvenaria estrutural, alvenaria de vedação, ou paredes de concreto, é uma</p><p>carga permanente. Isso inclui tanto paredes internas quanto externas.</p><p>Peso de componentes construtivos fixos.</p><p>Inclui elementos como forros, divisórias fixas, telhas, telhados, e impermeabilizações. Esses componentes fazem parte da</p><p>estrutura e não são removidos ou alterados durante a vida útil do edifício.</p><p>Empuxos de solo e água: O empuxo de solo contra muros de arrimo ou paredes de subsolos e a pressão hidrostática em</p><p>reservatórios de água que permanecem cheios são consideradas cargas permanentes.</p><p>Peso de equipamentos fixos: Equipamentos que são instalados permanentemente na edificação, como sistemas de ar-</p><p>condicionado central, geradores, caldeiras, e elevadores, também são considerados cargas permanentes.</p><p>Peso de materiais de acabamento.</p><p>Inclui revestimentos de paredes (rebocos, cerâmicas), tetos (gesso, forros) e pisos (laminados, pedras), que são aplicados e</p><p>permanecem inalterados durante a vida útil da edificação.</p><p>Esses exemplos refletem a natureza constante das cargas permanentes, que desempenham um papel crucial na segurança e</p><p>estabilidade das estruturas, pois devem ser contabilizadas no dimensionamento e cálculo de todos os elementos estruturais .</p><p>4. Na composição de carregamentos atuantes sobre as estruturas, algumas cargas podem ser classificadas como</p><p>cargas permanentes. Dê exemplo de algumas.</p><p>5. Na composição de carregamentos atuantes sobre as estruturas, algumas cargas podem ser classificadas como</p><p>cargas acidentais. Dê exemplo de algumas.</p><p>Cargas acidentais são aquelas que não atuam de forma contínua sobre a estrutura e podem variar em intensidade, localização e</p><p>frequência ao longo do tempo. Essas cargas são mais difíceis de prever com precisão e sua ocorrência é esporádica. Abaixo estão</p><p>alguns exemplos de cargas acidentais:</p><p>Peso das pessoas (ocupação)</p><p>O peso das pessoas que ocupam uma edificação é considerado uma carga acidentais. Este tipo de carga varia com a ocupação</p><p>dos espaços, como em escritórios, residências, e áreas públicas.</p><p>Peso do mobiliário</p><p>Inclui o peso de móveis, equipamentos, e outros itens móveis dentro da edificação, como mesas, cadeiras, estantes e máquinas.</p><p>A disposição e quantidade desses itens podem variar ao longo do tempo.</p><p>Peso de veículos</p><p>Em áreas de garagem, estacionamentos, ou pavimentos que suportam tráfego de veículos, o peso dos carros, caminhões, ou</p><p>outros veículos é uma carga acidentais.</p><p>Força do vento</p><p>A ação do vento sobre a superfície das edificações é uma carga acidentais. A intensidade e a direção do vento podem variar,</p><p>dependendo das condições climáticas e da localização da edificação.</p><p>Carga de neve</p><p>Em regiões onde neva, o peso da neve acumulada sobre telhados e coberturas é considerado uma carga acidentais. A quantidade</p><p>de neve pode variar dependendo da intensidade da nevasca.</p><p>Cargas térmicas</p><p>Variações de temperatura podem causar dilatação ou contração dos materiais, gerando esforços adicionais na estrutura. Esse</p><p>efeito térmico é classificado como carga acidentais.</p><p>Força sísmica</p><p>Em áreas sujeitas a terremotos, as forças induzidas pelo movimento do solo são consideradas cargas acidentais. A magnitude</p><p>dessas forças pode variar com a intensidade do sismo.</p><p>Impactos acidentais</p><p>Choques de veículos contra pilares, impactos de objetos pesados que caem, ou outras formas de colisão são exemplos de cargas</p><p>acidentais que podem ocorrer esporadicamente.</p><p>Sobrecarga temporária durante a construção ou manutenção</p><p>Inclui cargas adicionais que ocorrem durante fases específicas, como o armazenamento temporário de materiais ou a presença de</p><p>equipamentos de construção.</p><p>Essas cargas são chamadas de acidentais porque sua magnitude, direção, e ponto de aplicação não são constantes, e elas podem</p><p>ocorrer em situações inesperadas ou eventuais durante a vida útil da estrutura</p><p>6. Considere uma viga de concreto armado cuja seção transversal retangular tem as dimensões de 20x60 cm. O</p><p>comprimento total desta viga é de 4,0 m. Calcule o peso total deste elemento e o valor de uma carga distribuída</p><p>uniforme que o represente.</p><p>Dados da Viga</p><p>Dimensões da seção transversal: 20 cm x 60 cm</p><p>Comprimento da viga: 4,0 m</p><p>Peso específico do concreto armado: 25 kN/m³ (conforme a NBR 6120:2019)</p><p>Primeiro, calculamos o volume da viga:</p><p>Cálculo do Peso Total da Viga</p><p>Agora, calculamos o peso total da viga utilizando o peso específico do concreto armado:</p><p>Cálculo da Carga Distribuída Uniforme</p><p>Finalmente, calculamos a carga distribuída uniforme qqq, que é o peso total dividido pelo comprimento da viga:</p><p>Peso total da viga: 12 kN</p><p>Carga distribuída uniforme: 3 kN/m</p><p>Esses valores representam o peso total da viga e a carga distribuída uniforme que atuaria ao longo de seu comprimento.</p><p>7. Considere uma viga de madeira (jatobá) cuja seção transversal retangular tem as dimensões de 20x60 cm. O</p><p>comprimento total desta viga é de 4,0 m. Calcule o peso total deste elemento e o valor de uma carga distribuída</p><p>uniforme que o represente.</p><p>Dados da Viga</p><p>Material: Jatobá</p><p>Dimensões da seção transversal: 20 cm x 60 cm</p><p>Comprimento da viga: 4,0 m</p><p>Peso específico da madeira jatobá: 12 kN/m³</p><p>Cálculo do Volume da Viga</p><p>Primeiro, calculamos o volume da viga:</p><p>Cálculo do Peso Total da Viga</p><p>Agora, calculamos o peso total da viga utilizando o peso específico da madeira jatobá:</p><p>Cálculo da Carga Distribuída Uniforme</p><p>Finalmente, calculamos a carga</p>distribuída uniforme qqq, que é o peso total dividido pelo comprimento da viga:
Peso total da viga: 5,76 kN
Carga distribuída uniforme: 1,44 kN/m
Esses valores representam o peso total da viga de madeira jatobá e a carga distribuída uniforme que atuaria ao longo de seu
comprimento.
8. Considere uma viga de aço cuja seção transversal possui uma área de 25,1 cm² (W200x19,3). O comprimento 
total desta viga é de 4,0 m. Calcule o peso total deste elemento e o valor de uma carga distribuída uniforme que 
o represente. 
Dados da Viga
Material: Aço
Área da seção transversal: 25,1 cm² (ou 0,00251 m²)
Comprimento da viga: 4,0 m
Peso específico do aço: 78,5 kN/m³
Primeiro, calculamos o volume da viga:
Cálculo do Peso Total da Viga
Agora, calculamos o peso total da viga utilizando o peso específico do aço:
Cálculo da Carga Distribuída Uniforme
Finalmente, calculamos a carga distribuída uniforme qqq, que é o peso total dividido pelo comprimento da viga:
Peso total da viga: 0,788 kN
Carga distribuída uniforme: 0,197 kN/m
Esses valores representam o peso total da viga de aço e a carga distribuída uniforme que atuaria ao longo de seu comprimento.
Dados:
Laje de concreto: espessura = 10 cm = 0,10 m
Contrapiso: espessura = 3 cm = 0,03 m
Revestimento de porcelanato: espessura = 10 mm = 1 cm = 0,01 m
Peso específico dos materiais 
Concreto armado: 25 kN/m³ 
Argamassa de cimento e areia (contrapiso): 20 kN/m³ 
Porcelanato: 23 kN/m³
Cálculo da carga distribuída:
9. Considere uma laje maciça de concreto que possui uma espessura de 10 cm. Sobre a laje existe ainda um 
contrapiso de regularização com espessura média de 3cm e um revestimento de porcelanato de 10 mm. Calcule 
o valor de uma carga distribuída uniforme que o represente o peso permanente para a composição deste piso. 
Carga da laje de concreto:
Carga do contrapiso:
Carga do revestimento de porcelanato:
Soma das cargas:
Resposta Final:
A carga distribuída uniforme que representa o peso permanente para a composição deste piso é 3,33 kN/m².
10. Cite quais são as cargas verticais de ocupação mínimas que devem ser consideradas atuantes sobre as lajes para 
as seguintes utilizações: 
a. Escritório de uso comercial: 2,5 kN/m² 
b. Dormitório: 1,5 kN/m² 
c. Academia de edifício residencial: 3,0 kN/m² 
d. Academia: 5,0 kN/m² 
e. Sala de aula: 3,0 kN/m² 
f. Mezanino de uma loja de shopping center: 7,5 kN/m² 
g. Escada residencial: 2,5 kN/m² 
h. Escada de um shopping center: 5,0 kN/m².