PROJETO DE INTEGRADOR -SISTEMAS ESTRUTURAIS -fase 2

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<p>1</p><p>Estruturas e seus Esforços</p><p>Nome do(a) autor(a)1BRUNO DUTRA JULIAN</p><p>Nome do(a) prof(a) orientador(a)2ALLAN</p><p>1. FASE</p><p>A análise dos esforços em estruturas é de fundamental importância no projeto e</p><p>dimensionamento de componentes estruturais. Neste contexto, dois tipos de esforços</p><p>desempenham papéis cruciais: o esforço cortante, que tende a "cisalhar" um objeto,</p><p>e o esforço normal, que atua no sentido normal da estrutura, podendo ser de tração</p><p>ou compressão. Este trabalho acadêmico tem como objetivo explorar esses conceitos</p><p>e sua aplicação na engenharia e na mecânica de materiais.</p><p>Esforços normais ou axiais</p><p>Visto que esforços normais (axiais) em barras envolve o desenvolvimento de tensões</p><p>normais, onde o termo "normal" é empregado porque tanto o esforço axial quanto a</p><p>tensão estão orientados de maneira perpendicular à seção transversal da barra, como</p><p>no exemplo abaixo.</p><p>Figura 1.</p><p>1Acadêmico do curso de Engenharia de Produção, Centro Universitário ENIAC. e-mail: 250792013@eniac.edu.br</p><p>2Professor Doutor (ou Mestre ou Especialista) dos cursos de Engenharia, Centro Universitário ENIAC. e-</p><p>mail:email_do_professor@servidor.com</p><p>mailto:email_do_professor@servidor.com</p><p>2</p><p>O esforço normal, conhecido tecnicamente como esforço axial, constitui uma</p><p>manifestação de força que se manifesta de maneira perpendicular à superfície de um</p><p>determinado objeto ou material. Tal esforço age ao longo de uma linha imaginária que</p><p>perpassa o centro do objeto, exercendo uma força que tem a propensão de comprimir</p><p>ou distender o mesmo. O esforço normal pode ser categorizado em duas modalidades</p><p>fundamentais:</p><p>1. Tração: Ocorre quando o esforço normal atua no sentido de distender ou</p><p>alongar um objeto ou material. A título de exemplo, ao se exercer força sobre</p><p>um elástico, é gerado um esforço de tração.</p><p>2. Compressão: Caracteriza-se pelo direcionamento do esforço normal no sentido</p><p>de comprimir ou reduzir as dimensões de um objeto ou material. A título de</p><p>exemplificação, o peso de um objeto que atua sobre uma mola, promovendo</p><p>sua compressão, induz a geração de um esforço de compressão.</p><p>A compreensão desses esforços normais ostenta importância primordial no contexto</p><p>da análise e projeto de estruturas e materiais, tais como vigas, colunas, pilares e</p><p>outros elementos que suportam cargas. Este entendimento é crucial para assegurar a</p><p>segurança e eficiência dessas estruturas e materiais, pois facultam a avaliação de</p><p>como tais elementos reagirão sob distintas condições de carregamento.</p><p>Esforços cortantes</p><p>Os esforços cortantes, também conhecidos como forças cortantes ou cortantes,</p><p>representam forças internas presentes em um material ou objeto que buscam</p><p>provocar o cisalhamento, isto é, o deslizamento relativo das partes constituintes desse</p><p>material. Essas forças são aplicadas tangencialmente à seção transversal do objeto</p><p>ou material e possuem o potencial de resultar em deformações ou até mesmo na</p><p>ruptura do material, sobretudo quando submetido a condições de carga ou</p><p>carregamento.</p><p>Os esforços cortantes desempenham um papel crucial na análise de estruturas, como</p><p>vigas, pilares e outras construções. Eles podem originar-se de várias fontes de</p><p>carregamento, incluindo forças de torção e empuxo lateral, entre outras. Sua</p><p>compreensão e análise são particularmente essenciais nos domínios da engenharia</p><p>civil e da engenharia de materiais. A investigação dessas forças é de importância</p><p>3</p><p>primordial para assegurar a concepção segura de estruturas e a capacidade dos</p><p>materiais de resistir aos esforços de corte aos quais são submetidos.</p><p>Elementos Estruturais</p><p>Diversos tipos de elementos estruturais são empregados na engenharia civil, contudo,</p><p>três das categorias mais proeminentes de tais elementos incluem:</p><p>1. Vigas: Vigas representam elementos estruturais horizontais concebidos para</p><p>suportar cargas de flexão, também conhecidas como momentos fletor, e esforços</p><p>cortantes. Elas são frequentemente empregadas na configuração de estruturas com</p><p>o propósito de eficazmente distribuir as cargas, minimizando deformações excessivas.</p><p>As vigas podem adotar múltiplas configurações, incluindo vigas retangulares, em</p><p>formato "I," em "T," entre outras, adaptando-se às demandas específicas de cada</p><p>projeto.</p><p>2. Colunas: As colunas são elementos estruturais verticais projetados para resistir a</p><p>cargas de compressão. Elas exercem um papel fundamental em edifícios e estruturas,</p><p>desempenhando a importante função de transferir as cargas verticais da porção</p><p>superior para a base da estrutura, assegurando, assim, a sua estabilidade. A</p><p>configuração e dimensões das colunas variam de acordo com a aplicação e as cargas</p><p>envolvidas no projeto.</p><p>3. Pilares: Os pilares são elementos estruturais verticais similares às colunas, porém,</p><p>caracterizam-se por sua maior robustez e são comumente associados a edifícios e</p><p>pontes. Desempenham um papel fundamental na resistência e na capacidade de</p><p>carga da estrutura. Os pilares são elementos fundamentais para garantir a integridade</p><p>estrutural.</p><p>Essas três categorias de elementos estruturais desempenham um papel indispensável</p><p>em uma ampla gama de construções, abrangendo desde edifícios e pontes até</p><p>instalações industriais e obras civis. São meticulosamente projetados para suportar</p><p>diferentes tipos de cargas e resistir a forças internas, como momentos fletor, esforços</p><p>cortantes, compressão e tração, contribuindo, desse modo, para a estabilidade e</p><p>segurança global da estrutura.</p><p>4</p><p>2. FASE</p><p>As estruturas constituídas por uma ou mais barras são identificadas como</p><p>estruturas lineares, desempenhando um papel fundamental na área da construção</p><p>civil. Dentre essas estruturas, destacam-se elementos como vigas, pilares, treliças,</p><p>arcos e pórticos. Por exemplo, em edifícios de concreto armado, as vigas,</p><p>responsáveis por suportar as cargas provenientes de lajes e paredes, apoiam-se</p><p>sobre pilares, transmitindo essas ações às fundações. Treliças, outro tipo comum de</p><p>estrutura linear, frequentemente empregadas em coberturas e pontes, podem ser</p><p>construídas em materiais como madeira, aço ou alumínio.</p><p>As estruturas formadas por barras, que podem assumir configurações planas ou</p><p>tridimensionais, dependendo do arranjo de seus elementos, são objeto de estudo em</p><p>disciplinas como Resistência dos Materiais e Estática das Construções. Nesse</p><p>contexto, são considerados os aspectos distintivos de cada tipo de estrutura. A seguir,</p><p>são apresentadas definições de alguns elementos estruturais e das principais</p><p>estruturas lineares:</p><p>Elementos Lineares:</p><p>Os elementos lineares, frequentemente referidos como barras, constituem peças</p><p>alongadas nas quais uma das dimensões, o comprimento, é significativamente maior</p><p>em comparação com as outras duas dimensões transversais, as quais possuem</p><p>ordens de grandeza semelhantes entre si.</p><p>Para serem considerados barras, é estabelecido que o comprimento longitudinal</p><p>deve exceder pelo menos três vezes a maior dimensão da seção transversal. A</p><p>atribuição de designações específicas a esses elementos ocorre de acordo com a sua</p><p>função estrutural.</p><p>Pilares e Vigas:</p><p>Pilares: Configuram-se como elementos verticais destinados a suportar cargas</p><p>verticais, desempenhando, por exemplo, o papel de colunas em edifícios. Sua</p><p>5</p><p>organização linear visa proporcionar sustentação estrutural ao longo de um eixo</p><p>específico.</p><p>Vigas: Elementos horizontais cuja função é conectar pilares e distribuir as cargas. Sua</p><p>disposição linear contribui para a criação de uma estrutura robusta.</p><p>1.1.1.2 - Tirantes:</p><p>Tirantes são elementos lineares caracterizados por um eixo reto, onde as forças</p><p>normais de tração predominam.</p><p>6</p><p>D</p><p>1.1.1.3 - Arcos:</p><p>Arcos são elementos lineares com eixos curvos nos quais as forças normais de</p><p>compressão são preponderantes, atuando ou não simultaneamente com esforços</p><p>solicitantes de flexão,</p><p>cujas ações estão contidas em seu plano.</p><p>Essas estruturas lineares são meticulosamente projetadas para resistir às</p><p>cargas aplicadas, assegurando estabilidade e durabilidade ao longo do tempo. A</p><p>escolha por estruturas lineares é frequentemente pautada na busca pela eficiência</p><p>estrutural e otimização de recursos, com o objetivo de garantir que a construção seja</p><p>não apenas econômica, mas também segura.</p><p>7</p><p>3. FASE</p><p>4. CONSIDERAÇÕES FINAIS</p><p>5. FONTES CONSULTADAS</p><p>SUSSEKIND, J.C. CURSO DE ANÁLISE ESTRUTURAL, Ed. Globo, Vol. 1.</p><p>PONTIFICIA UNIVERSIDADE CATÓLICA- PUC RJ.</p><p>Botelho & Marchetti, Concreto Armado - Eu te amo, 3ª ed, Edgard Blücher, 2002.</p><p>Disponível em: https://www.tecgraf.puc-rio.br/ftp_pub/lfm/civ1112-aula06.pdf .</p><p>Acesso em 20 out. 2023.</p><p>PONTIFICIA UNIVERSIDADE CATÓLICA- PUC GOIÁS.</p><p>CHAER, Alberto Vilela, Estruturas de concreto armado I,2017.</p><p>Disponível em:</p><p>https://professor.pucgoias.edu.br/SiteDocente/admin/arquivosUpload/3922/material/c</p><p>01_elementos%20estruturais.pdf. Acesso em 31 out. 2023.</p><p>UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO – USP.</p><p>DE SALES, José Jairo, Sistemas Estruturais – Elementos Estruturais, 2020.</p><p>Disponível em: http://repositorio.eesc.usp.br/server/api/core/bitstreams/bd4c10d6-</p><p>094a-4416-a794-</p><p>367be3c41bd7/content#:~:text=As%20estruturas%20formadas%20por%20uma,arco</p><p>s%2C%20os%20p%C3%B3rticos%2C%20etc. Acesso em 13 nov. 2023.</p><p>https://www.tecgraf.puc-rio.br/ftp_pub/lfm/civ1112-aula06.pdf</p><p>http://repositorio.eesc.usp.br/server/api/core/bitstreams/bd4c10d6-094a-4416-a794-367be3c41bd7/content#:~:text=As%20estruturas%20formadas%20por%20uma,arcos%2C%20os%20p%C3%B3rticos%2C%20etc</p><p>http://repositorio.eesc.usp.br/server/api/core/bitstreams/bd4c10d6-094a-4416-a794-367be3c41bd7/content#:~:text=As%20estruturas%20formadas%20por%20uma,arcos%2C%20os%20p%C3%B3rticos%2C%20etc</p><p>http://repositorio.eesc.usp.br/server/api/core/bitstreams/bd4c10d6-094a-4416-a794-367be3c41bd7/content#:~:text=As%20estruturas%20formadas%20por%20uma,arcos%2C%20os%20p%C3%B3rticos%2C%20etc</p><p>http://repositorio.eesc.usp.br/server/api/core/bitstreams/bd4c10d6-094a-4416-a794-367be3c41bd7/content#:~:text=As%20estruturas%20formadas%20por%20uma,arcos%2C%20os%20p%C3%B3rticos%2C%20etc</p>