Projeto Estrutural: Conceitos e Etapas

Prévia do material em texto

<p>Tópico 01</p><p>Projeto Estrutural - Apresentação do curso</p><p>• Objetivos da disciplina</p><p>− Compreender o funcionamento e o comportamento estrutural das estruturas de concreto, aço e madeira com</p><p>ênfase em pré-dimensionamento.</p><p>− Integração dos projetos de arquitetura e de estruturas.</p><p>− Conclusão satisfazendo a melhor solução teórica como também a racionalidade econômica.</p><p>1. O que é uma estrutura?</p><p>− É a parte ou o conjunto das partes de uma construção que se destina a resistir a cargas.</p><p>− Uma estrutura pode ser pensada como um caminho de cargas</p><p>R: Aquilo que sustenta algo, na construção é a parte/conjunto de partes que resistem as cargas, podendo</p><p>ser pensadas como um caminho de cargas.</p><p>• Elementos Estruturais</p><p>− Cada parte portante da construção, também denominada elemento estrutural, deve resistir aos esforços</p><p>incidentes e transmiti-los a outras peças, através dos vínculos que as unem, com a f inalidade de conduzi-los</p><p>ao solo.</p><p>2.1 O que se entende por “concepção estrutural”?</p><p>− A palavra “conceber” signif ica compreender, entender e ser capaz de explicar. Logo, a “concepção estrutural</p><p>é anterior ao seu dimensionamento, ou seja, à sua quantif icação.</p><p>− Conceber uma estrutura é ter consciência da possibilidade de sua existência, é: perceber a sua relação com o</p><p>espaço gerado; perceber o sistema ou sistemas de forças capazes de transmitir as cargas ao solo, da forma</p><p>mais natural; identif icar os materiais que, de maneira mais adequada, se adaptam a esse sistema.</p><p>2.2 O que se entende por “dimensionamento estrutural”?</p><p>− A palavra “dimensionar” signif ica determinar as medidas da estrutura e dos elementos estruturais com o objetivo</p><p>de que resistam aos esforços solicitantes. Conhecimentos necessários para dimensionar um elemento</p><p>estrutural/estrutura:</p><p>→ Esforços internos atuantes (Análise estrutural);</p><p>→ Propriedades mecânicas do material adotado;</p><p>→ Comportamento dos materiais sob esforços internos (Resistência dos materiais/Mecânica dos sólidos);</p><p>R: O “dimensionamento estrutural determina as medidas e os elementos da estrutura para resistir aos</p><p>esforços solicitantes, enquanto na “concepção estrutural” é anterior a essa, como um esboço/uma noção</p><p>da estrutura presente.</p><p>• O que é “pré-dimensionamento”?</p><p>− “Pré-dimensionamento” porque no curso será ensinado como dimensionar, mas de maneira bastante prática e</p><p>sem aprofundamento em vários detalhes da formulação.</p><p>5. Explique com suas palavras:</p><p>a) O que será estudado nessa disciplina e;</p><p>R: Aprender sobre estruturas, como funciona e se comporta, para ter uma base de dimensionamento</p><p>estrutural.</p><p>b) A importância do que será estudado nessa disciplina para a sua formação e atuação profissional.</p><p>R: A partir do que será passado em sala de aula, será possível relacionar o projeto arquitetônico com o</p><p>estrutural, e criar soluções viáveis para esse.</p><p>4. Qual a melhor solução estrutural possível?</p><p>− Na verdade, a melhor solução estrutural não existe. Existe, sim, uma boa solução que resolve bem alguns pré-</p><p>requisitos.</p><p>− Para orientar a escolha é necessário estabelecer uma hierarquia de quesitos aos quais a solução deverá</p><p>atender, de maneira que se estabeleçam categorias de importância, de forma que a solução encontrada atenda</p><p>muito bem os mais importantes e bem os menos importantes. É função de quem concebe a estrutura fazer</p><p>com que, apesar de hierarquizados, os requisitos sejam atendidos da forma mais ef iciente possível.</p><p>R: É aquela que resolve alguns dos pré-requisitos, a partir de uma hierarquia de importância, atendendo</p><p>muito bem os mais importantes e bem, os menos, e da forma mais eficiente possível.</p><p>Tópico 2</p><p>Projeto Estrutural - Engenharia de estruturas conceitos</p><p>1. Qual a diferença entre a estática e a dinâmica dos corpos deformáveis?</p><p>• Mecânica: Ramo das ciências f ísicas que trata do estado de repouso ou de movimento de corpos submetidos</p><p>à ação de forças, sendo aplicada em áreas tecnológicas, arquitetura e nas engenharias, envolvendo projetos</p><p>de estruturas, equipamentos, máquinas, veículos, embarcações, etc. É dividida em três partes:</p><p>→ Mecânica dos corpos rígidos;</p><p>▫ Estática: estuda as condições dos corpos em repouso;</p><p>▫ Dinâmica: avalia as ações entre força (causa) e movimento (efeito).</p><p>→ Mecânica dos corpos deformáveis;</p><p>→ Mecânica dos f luídos.</p><p>R: A estática estuda os corpos em repouso, enquanto a dinâmica estuda a relação entre a força e</p><p>movimento desse.</p><p>2. Descreva resumidamente e com suas palavras quais são as etapas envolvidas até o projeto estrutural</p><p>− Concepção estrutural: Pode ser chamada de lançamento da estrutura, a concepção estrutural consiste em</p><p>escolher um sistema estrutural que constitua a parte resistente do edif ício. Nessa etapa, o engenheiro def ine</p><p>os elementos a serem utilizados e seus posicionamentos de forma a gerar uma estrutura ef iciente, capaz de</p><p>absorver os esforços oriundos das ações atuantes e transmiti-los ao solo.</p><p>− Análise estrutural: Consiste em realizar uma previsão do comportamento da estrutura. Tal comportamento é</p><p>descrito pelos esforços internos, tensões, deformações e deslocamentos da estrutura. Nesta etapa são</p><p>utilizadas as teorias f ísicas e matemáticas resultantes da formalização da engenharia estrutural como ciência.</p><p>− Dimensionamento estrutural: Uma vez conhecidos os esforços solicitantes internos (ESI), dimensionam-se</p><p>os elementos para que a estrutura atenda aos requisitos para a qual a mesma foi projetada. Nesta etapa são</p><p>utilizadas a teorias específ icas para cada tipo de material estrutural escolhido (concreto armado, concreto</p><p>protendido, aço, madeira, alvenaria estrutural, etc.).</p><p>− Projeto estrutural: Detalhamento dos elementos que compõe uma estrutura (lajes, vigas, pilares, tirantes,</p><p>etc.). Tem como objetivo do projeto de uma estrutura é fazer com que a mesma atenda a requisitos</p><p>especif icados em projeto (como resistir a carregamentos sem entrar em colapso, não deformar ou vibrar</p><p>excessivamente, etc.). Dentre de limites def inidos em normas técnicas, o engenheiro de estruturas busca o</p><p>melhor uso dos materiais disponíveis e o menor custo possível de construção e manutenção da estrutura .</p><p>R: É necessário escolher um sistema estrutural eficiente para a edificação na Concepção Estrutural . Logo</p><p>em seguida, é necessário fazer os cálculos de esforços para prever o comportamento da estrutura na</p><p>Análise Estrutural. Na terceira etapa, a partir da escolha de material, dimensiona-se os elementos para que</p><p>atenda aos pré-requisitos no Dimensionamento Estrutural. Assim, por último, detalha-se os elementos que</p><p>compõe a estrutura no Projeto Estrutural.</p><p>3. O que se entende por “caminho das cargas de uma estrutura”?</p><p>• Sistema Estrutural: É uma estrutura f ísica qualquer, composta por uma série de elementos estruturais</p><p>devidamente associados, formando um conjunto resistente capaz de receber solicitações externas e transmiti -</p><p>las até seus apoios, onde encontrarão seu sistema estático equilibrante. Cada parte portante da construção,</p><p>também denominada elemento estrutural, deve resistir aos esforços incidentes e transmiti -los a outras peças,</p><p>através dos vínculos que as unem, com a f inalidade de conduzi-los ao solo. Em geral, sistemas estruturais</p><p>podem ser analisados por meio de subestruturas, como se fossem estruturas independentes, unidas umas às</p><p>outras por ligações.</p><p>R: “Caminho das cargas de uma estrutural é o nome que se dá para a transmissão de forças entre peças</p><p>até chegar ao solo. O sistema estrutural recebe uma solicitação externa, assim cada elemento resiste a</p><p>esses esforços e transmitem a outras peças, pelos vínculos que as unem, até os apoios e finalmente ao</p><p>solo.</p><p>4. No que consiste uma “análise estrutural”?</p><p>R: Consiste em realizar uma previsão do comportamento</p><p>norma NBR 6118:2014?</p><p>10. Qual é o diâmetro e espaçamento mínimos de estribos utilizados em pilares recomendados pela norma</p><p>NBR 6118:2014?</p><p>11. O que são efeitos de segunda ordem?</p><p>12. O que é carga crítica de Euler? A carga crítica de Euler é válida até qual valor de índice de esbeltez?</p><p>13. Qual é a função da utilização do estribo em um pilar de concreto armado?</p><p>14. O que são "bicheiras"? Como evitá-las?</p><p>Tópico 13</p><p>Aço - Introdução as estruturas em aço</p><p>1. Qual é a definição de aço?</p><p>• Definição: O aço pode ser def inido, de maneira sucinta, como uma liga metálica composta de ferro com</p><p>pequenas quantidades de carbono, o que lhe confere propriedades específ icas, sobretudo de resistência e</p><p>ductilidade, adequadas ao uso na construção civil.</p><p>R: O aço pode ser definido como uma liga metálica composta de ferro com pequenas quantidades de carbono,</p><p>o que lhe confere propriedades específicas, sobretudo de resistência e ductilidade, adequadas ao uso na</p><p>construção civil.</p><p>2. Cite 3 construções famosas, fora do Brasil, que utilizam elementos estruturais em aço (pesquise construções</p><p>que não constam nos slides/aula).</p><p>• Histórico</p><p>− O primeiro material siderúrgico empregado na construção foi o ferro fundido, entre 1780 e 1820;</p><p>R: Pavilhão de Barcelona, de Mies Van der Rohe; The Crystal Cathedral, de Philip Johnson; Montreal Biosphere,</p><p>de Buckminster Fuller.</p><p>3. Cite 3 construções famosas, no Brasil, que utilizam elementos estruturais em aço (pesquise construções</p><p>que não constam nos slides/aula).</p><p>R: Passarela Espaço de Todos, em Porto Velho – RO; Edifício Vera Cruz II, em São Paulo – SP; Espaço Cultural</p><p>José Gomes Sobrinho, Palmas – TO.</p><p>• Vantagens</p><p>− Alta resistência do material nos diversos estados de solicitação: tração, compressão, f lexão, etc , permitindo</p><p>aos elementos estruturais suportarem grandes esforços apesar das dimensões relativamente pequenas dos</p><p>perf is que os compõem;</p><p>− Apesar da alta massa específ ica do aço (na ordem de 78,50 kN/m³), as estruturas metálicas são mais leves do</p><p>que, por exemplo as estruturas de concreto armado, proporcionando, assim, fundações menos onerosas ;</p><p>− As propriedades dos materiais oferecem grande margem de segurança, em vista do seu processo de</p><p>fabricação que proporciona material único e homogêneo, com limites de escoamento, ruptura e módulo de</p><p>elasticidade bem def inidos;</p><p>− As dimensões dos elementos estruturais oferecem grande margem de segurança, pois por terem sido</p><p>fabricados em of icinas, são seriados e sua montagem é mecanizada, permitindo prazos mais curtos de</p><p>execução de obras;</p><p>− Apresenta possibilidade de desmontagem da estrutura e seu posterior reaproveitamento em outro local;</p><p>− Apresenta possibilidade de substituição de perf is componentes da estrutura com facilidade, o que permite a</p><p>realização de eventuais reforços de ordem estrutural, caso se necessite estruturas com maior capacidade de</p><p>suporte de cargas;</p><p>− Apresenta possibilidade de maior reaproveitamento de material em estoque, ou mesmo, sobras de obra,</p><p>permitindo emendas devidamente dimensionadas, que diminuem as perdas de materiais, em geral corrente</p><p>em obras.</p><p>• Desvantagens</p><p>− Limitação de fabricação em função do transporte até o local da montagem f inal, assim como custo desse</p><p>mesmo transporte, em geral, bastante oneroso;</p><p>− Necessidade de tratamento superf icial das peças estruturais contra oxidação devido ao contato com o ar, sendo</p><p>que esse ponto tem sido minorado através da utilização de perf is de alta resistência à corrosão atmosférica,</p><p>cuja capacidade está na ordem de quatro vezes superior aos perf is de aço carbono convencionais ;</p><p>− Necessidade de mão-de-obra e equipamentos especializados para a fabricação e montagem;</p><p>− Limitação, em algumas ocasiões, na disponibilidade de perf is estruturais, sendo sempre aconselhável, antes</p><p>do início da elaboração do projeto estrutural, verif icar junto ao mercado fornecedor, os perf is que possam estar</p><p>disponíveis/em falta nesse mercado.</p><p>4. A resistência do aço é maior ou menor do que a do concreto?</p><p>R: O aço possui boa resistência tração, compressão, flexão, cisalhamento e torção, enquanto o concreto</p><p>resiste pouco a tração e muito a compressão, além disso as estruturas de aço, mesmo com maior peso</p><p>específico, são mais leves do que as de concreto. Assim, o aço possui maior resistência por unidade de massa</p><p>colocada do que o concreto.</p><p>5. O peso específico do aço é maior ou menor do que o do concreto?</p><p>R: A massa específica do aço é na ordem de 78,50 kN/m³ e a de concreto é na ordem de 25 kN/m³, logo o aço é</p><p>3 vezes mais pesado que o concreto.</p><p>6. Como que as respostas das questões 4 e 5 se relacionam com as dimensões dos elementos estruturais em</p><p>aço se comparadas com os elementos estruturais em concreto armado?</p><p>R: Apesar da alta massa específica do aço, as estruturas metálicas são mais leves do que as estruturas de</p><p>concreto armado, proporcionando, assim, fundações menos onerosas. O que diminui as dimensões em plantas</p><p>e o acréscimo do peso próprio para a sobrecarga, logo o aço possui maior resistência por unidade de massa</p><p>colocada do que o concreto.</p><p>7. Quais são as vantagens do aço ser um material fabricado em indústria se comparado ao concreto armado?</p><p>R: As propriedades dos materiais oferecem grande margem de segurança, em vista do seu processo de</p><p>fabricação que proporciona material único e homogêneo, com limites de escoamento, ruptura e módulo de</p><p>elasticidade bem definidos, assim as incertezas na fabricação do aço são muito menores.</p><p>8. Cite e comente 3 vantagens da utilização do aço como elemento estrutural.</p><p>R: Além das vantagens já citadas acima, como as grandes margens de segurança e as menores dimensões em</p><p>planta, o aço apresenta possibilidade de desmontagem da estrutura e seu posterior reaproveitamento em outro</p><p>local; de substituição de perfis componentes da estrutura com facilidade; e de maior reaproveitamento de</p><p>material em estoque ou sobras de obra.</p><p>9. Cite e comente 3 desvantagens da utilização do aço como elemento estrutural.</p><p>R: O aço possui limitação de disponibilidade de perfis estruturais no mercado e de fabricação em função do</p><p>transporte até o local da montagem final e seu custo; além da necessidade de tratamento superficial das peças</p><p>estruturais contra oxidação devido ao contato com o ar e a necessidade de mão-de-obra e equipamentos</p><p>especializados para a fabricação e montagem.</p><p>• Planejamento para obras em estruturas metálicas - Bonifácio Neves de Souza (engenheiro civil)</p><p>Construir em aço requer um planejamento de fabricação, logística e montagem bem detalhado para cumprir o</p><p>cronograma, atender a qualidade e o custo global da obra. Com isso, segue baixo algumas dicas que devem ser</p><p>consideradas durante a elaboração do planejamento e orçamento inicial.</p><p>a. Identif icar o layout do canteiro de obra para armazenamento, pré-montagem e montagem das estruturas;</p><p>b. Estudar a logística para o transporte e acesso dos materiais da fábrica até a obra;</p><p>c. Realizar a fabricação, a pintura e o transporte das peças de acordo com a montagem na obra para que não</p><p>aconteça paralisação do serviço por falta de peças;</p><p>d. Durante o planejamento deve-se verif icar quem será o responsável pelo fornecimento de energia na obra e</p><p>como será a logística de implantação (gerador, energia da concessionaria, etc.);</p><p>e. Durante o orçamento, deve ser verif icado se as ligações dos elementos estruturais serão parafusadas ou</p><p>soldadas;</p><p>f. Identif icar as exigências do cliente em relação à segurança do trabalho e meio ambiente;</p><p>g. Realizar um estudo de quais serão os equipamentos necessários para montagem da estrutura, por exemplo:</p><p>guindaste, caminhão munck, plataformas,</p><p>talha, etc. O plano de movimentação de carga é imprescindível!</p><p>h. Analisar o histórico do índice pluviométrico mensal da cidade em que será a construção;</p><p>i. Estudar a capacidade de suporte do local onde será patolado o guindaste e/ou munck;</p><p>j. Alinhar o cronograma da obra com o da construtora, das instaladoras e das terceirizadas (de preferência em</p><p>MS Project– sof tware para gerenciamento de projetos);</p><p>k. Realizar a identif icação na fábrica de todas as peças de forma prática para quem irá montar;</p><p>l. Verif icar quem será responsável pelo descarte dos materiais da obra (contratada ou contratante);</p><p>m. É necessário alinhar datas para o fornecimento dos insertos para a empresa de pré-fabricado ou a construtora,</p><p>no caso de peças moldadas in loco;</p><p>n. Realizar a compatibilização dos projetos estruturais e de instalações (preferência em BIM);</p><p>o. Conferir in loco pontos topográf icos, altura, seção, espaçamento e alinhamento das fundações, pilares e</p><p>qualquer outro elemento de apoio para a estrutura metálica;</p><p>p. Analisar lições aprendidas de outras obras similares da empresa;</p><p>q. Informar-se a cerca dos principais fornecedores de materiais para a obra;</p><p>r. Os projetos devem ser encaminhados para o canteiro e para a fábrica com o maior nível de detalhamento e</p><p>com cotas apropriadas, visando maior agilidade na execução do serviço;</p><p>s. Verif icar a tipologia do empreendimento, visto que, estruturas para residências ou lojas requerem maior nível</p><p>de acabamento da estrutura;</p><p>t. Realizar o dimensionamento da equipe (engenharia, segurança do trabalho, mão de obra direta, encarregados</p><p>e supervisores) que será necessária para executar a obra no prazo estabelecido pelo cronograma;</p><p>u. Adotar a metodologia Just-in-Time é imprescindível para aumentar a produtividade e um melhor f luxo de caixa,</p><p>com base em um cronograma f ísico-f inanceiro bem estabelecido.</p><p>Tópico 13</p><p>Aço - Tipos e propriedades mecânicas dos aços estruturais</p><p>1. Qual a diferença entre aço, ferro fundido e ferro forjado?</p><p>• As formas mais usuais de metais ferrosos são :</p><p>− Aço: Atualmente é o mais importante dos três, é uma liga de ferro-carbono em que o teor de carbono, que</p><p>aumenta sua resistência e o deixa mais f rágil, varia desde 0,008% até 2,11%, assim os aços com baixo teor</p><p>de carbono têm menor resistência à tração, porém são mais dúcteis , por isso as resistências à ruptura por</p><p>tração ou compressão dos aços utilizados em estruturas são iguais, variando entre amplos limites, desde 300</p><p>MPa até valores acima de 1200 MPa;</p><p>− Ferro Fundido: comercial contem 2,0% a 4,3% de carbono, possui boa resistência à compressão (mínimo de</p><p>500 MPa), porém a resistência à tração é apenas cerca de 30% da primeira, porém sob efeito de choques,</p><p>mostra-se quebradiço (f rágil);</p><p>− Ferro Forjado: Sua produção comercial inexiste atualmente, é praticamente um aço de baixo carbono, que</p><p>suas pequenas partículas de escória espalhadas na massa do metal se apresentam em forma de f ibras, devido</p><p>as operações de laminação, permitindo distinguir o ferro forjado do aço com o mesmo teor de carbono.</p><p>→ Elementos Residuais: decorrentes do processo de fabricação, como silício, manganês, fósforo e enxofre;</p><p>→ Elementos de Liga: elementos adicionados com o intuito de melhorar as características mecânicas e f ísicas</p><p>do material.</p><p>R: A diferença entre o aço e o ferro fundido é o teor do carbono que acaba proporcionando diferentes</p><p>características e usos para aquele material. O aço possui em sua composição uma variação no carbono que</p><p>varia de 0,008% a 2,11%. Já o ferro fundido, o teor do carbono está entre 2,11% e 6,67%, já o ferro forjado se</p><p>diferencia pelas pequenas partículas de escória espalhadas na massa do metal se apresentam em forma de</p><p>fibras.</p><p>2. Quais são as principais normas brasileiras para o projeto e obras em estruturas metálicas?</p><p>• Principais normas para projeto e obras em estrutura metálica</p><p>− As principais entidades responsáveis por esses diversos níveis de atividades são:</p><p>→ ABNT - Associação Brasileira de Normas Técnicas</p><p>→ ASTM - American Society for Testing and Materials</p><p>→ AISC - American Institute of Steel Construction</p><p>→ ANSI - American National Standards Institute</p><p>→ SAE - Society of Automotive Engine ers</p><p>→ DIN - Deutsch Industrie Norm</p><p>− Tendo em vista que no Brasil o órgão que atende às premissas de projeto, cálculo e execução é a ABNT,</p><p>essa entidade estabelece como prerrogativas para as atividades na área de Estruturas Metálicas as</p><p>seguintes normas:</p><p>→ NB 14 (NBR 8800) - Projeto e Execução de Estruturas de Aço de Edif ícios E que, por sua vez, estabelece</p><p>como Normas Técnicas complementares:</p><p>→ NB 862 (NBR 8681) - Ações e Segurança nas estruturas</p><p>→ NB 5 (NBR 6120) - Cargas para o Cálculo de Estruturas de Edif icações</p><p>→ NB 599 (NBR 6123) - Forças Devido ao Ventos em Edif icações</p><p>→ NBR 14323 - Dimensionamento para Estruturas de Aço de Edif ícios em Situação de Incêndio</p><p>→ NBR 14432 - Exigências de Resistência ao Fogo de Elementos Construtivos de Edif icações</p><p>R: As principais normas brasileiras são: NB 862 (NBR 8681) - Ações e Segurança nas estruturas; NB 5 (NBR</p><p>6120) - Cargas para o Cálculo de Estruturas de Edificações; NB 599 (NBR 6123) - Forças Devido ao Ventos em</p><p>Edificações; NBR 14323 - Dimensionamento para Estruturas de Aço de Edifícios em Situação de Incêndio; NBR</p><p>14432 - Exigências de Resistência ao Fogo de Elementos Construtivos de Edificações.</p><p>3. Quais são os principais tipos de aços estruturais? Quais são as características de cada um?</p><p>• Tipos de aços estruturais</p><p>O tipo de aço com a composição química adequada f ica def inido na aciaria, especif icados em normas</p><p>brasileiras e internacionais ou em normas elaboradas pelas próprias siderúrgicas, podendo ser classif icados</p><p>em:</p><p>− Aços-carbono: São aqueles que não contêm elementos de liga, podendo ainda, ser divididos em baixo, médio</p><p>e alto carbono, sendo os de baixo carbono (C ≤ 0,30%), os mais adequados à construção civil, assim na NBR</p><p>6650/CF-26 - aço, especif icado pela ABNT, utilizado na fabricação de perf is estruturais formados a f rio , na</p><p>tabela são fornecidos os valores da resistência ao escoamento (f ) e da resistência à ruptura (fu) dos aços.</p><p>− Aços de Baixa Liga sem Tratamento Térmico: São aqueles que recebem elementos de liga, com teor inferior</p><p>a 2%, suf icientes para adquirirem ou maior resistência mecânica (fy ≥ 300 MPa) ou maior resistência à</p><p>corrosão, ou ambos, assim são adequados à utilização na construção civil, fazendo -se necessária uma análise</p><p>econômica comparativa com os aços-carbono, pois estes têm menor resistência, mas menor custo por unidade</p><p>de peso.</p><p>→ Aço Patinável: é um aço estrutural de alta resistência e baixa liga, possuindo elementos de liga como cobre,</p><p>cromo, vanádio e outros que, por meio de um processo complexo de reação química em contato com a</p><p>atmosfera, desenvolve naturalmente uma pátina protetora.</p><p>− Aços de Alta Resistência e Baixa Liga com Tratamento Térmico: Os aços de alta resistência e baixa liga</p><p>com tratamento térmico são aqueles, que além de possuírem em sua constituição os elementos de liga com</p><p>teor inferior a 2%, recebem um tratamento térmico especial, posterior à laminação, necessário a adquirirem</p><p>alta resistência mecânica (fy ≥ 300 Mpa). Sua aplicação está restrita a tanques, vasos de pressão, dutos</p><p>forçados, ou onde os elevados esforços justif iquem economicamente sua utilização, assim a soldagem dos</p><p>aços tratados termicamente é mais dif ícil, o que torna seu emprego pouco usual em estruturas correntes, são</p><p>utilizados em parafusos de alta resistência utilizados como conectores e fabricação de barras de aço para</p><p>protensão.</p><p>R: Os aços podem ser classificados em: aços-carbono, aqueles que não contêm elementos de liga, divididos</p><p>em baixo, médio e alto carbono, sendo os de baixo</p><p>carbono (C ≤ 0,30%), os mais adequados à construção civil,</p><p>atingindo boa tenacidade e resistência; aços de baixa liga sem tratamento térmico, aqueles que recebem</p><p>elementos de liga, com teor inferior a 2%, suficientes para adquirirem maior resistência mecânica ou/e maior</p><p>resistência à corrosão; e aços de baixa liga com tratamento térmico que possuem em sua constituição os</p><p>elementos de liga com teor inferior a 2%, recebem um tratamento térmico especial, posterior à laminação,</p><p>necessário a adquirirem alta resistência mecânica.</p><p>4. Como o teor de carbono influencia as propriedades mecânicas do aço (propriedades como resistência a</p><p>ruptura, modo de tenacidade, ductilidade, etc)?</p><p>• Elementos na Composição Química do Aço</p><p>− Carbono: Principal elemento para aumento de resistência, diminuindo, porém, a ductilidade;</p><p>− Cobre: Aumenta de forma muito ef icaz a resistência à corrosão atmosférica e à resistência a fadiga;</p><p>− Cromo: Aumenta a resistência mecânica à abrasão e à corrosão atmosférica, reduzindo, porém, a</p><p>soldabilidade;</p><p>− Enxofre: Entra no processo de obtenção, mas pode causar retração à quente ou mesmo ruptura f rágil, assim</p><p>como, teores elevados podem causar porosidade e f issuração na soldagem;</p><p>− Silício: Aumenta a resistência e a tenacidade e reduz a soldabilidade;</p><p>− Titânio: Aumenta o limite da resistência, a resistência à abrasão e a resistência à deformação lenta, sendo</p><p>muito importante a f im de se evitar envelhecimento;</p><p>− Vanádio: Aumenta o limite da resistência, a resistência à abrasão e a resistência à deformação lenta sem</p><p>prejudicar a soldabilidade e a tenacidade.</p><p>R: Quanto maior a adição de carbono maior a resistência e menor a ductilidade.</p><p>• Propriedades Mecânicas dos Aços Estruturais</p><p>− Patamares de Escoamento e de Ruptura</p><p>→ fy: tensão limite de resistência à tração (variável para os tipos de aço);</p><p>→ fu: tensão última de resistência à tração (variável para os tipos de aço);</p><p>→ Eaço: módulo de elasticidade (igual a 205 GPa = 205000 MPa);</p><p>− Elasticidade: É a capacidade do material de voltar à forma original em ciclo de carregamento e</p><p>descarregamento, sendo a deformação elástica é reversível, ou seja, desaparece quando a tensão é</p><p>removida, e consequência da movimentação dos átomos constituintes da rede cristalina do material, desde</p><p>que a posição relativa desses átomos seja mantida, assim relação entre os valores da tensão e da deformação</p><p>linear específ ica, na fase elástica, é o módulo de elasticidade, cujo valor é proporcional às forças de atração</p><p>entre os átomos, nos aços, o módulo de elasticidade vale, aproximadamente, 20.500 kN/cm².</p><p>− Plasticidade: Deformação plástica é a deformação permanente provocada por tensão igual ou superior à</p><p>fp - resistência associada ao limite de proporcionalidade, como resultado de um deslocamento permanente dos</p><p>átomos que constituem o material, diferindo, portanto, da deformação elástica, em que os átomos mantêm as</p><p>suas posições relativas, alterando a estrutura interna do metal, tornando mais dif ícil o escorregamento ulterior</p><p>e aumentando a dureza do metal, que quando a deformação supera , é denominado endurecimento por</p><p>deformação a f rio ou encruamento e é acompanhado de elevação do valor da resistência e redução da</p><p>ductilidade do metal.</p><p>− Ductilidade: É a capacidade do material de se deformar sem se romper, podendo ser medido por meio do</p><p>alongamento (ε ) ou da estricção, ou seja, a redução na área da seção transversal do corpo de prova, assim</p><p>quanto mais dúctil o aço, maior será a redução de área ou o alongamento antes da ruptura, tendo grande</p><p>importância nas estruturas metálicas, pois permite a redistribuição de tensões locais elevadas , assim as barras</p><p>de aço, sendo denominadas materiais dúcteis, sofrem grandes deformações antes de se romper, o que na</p><p>prática constitui um aviso da presença de tensões elevadas.</p><p>− Fragilidade: É o oposto da ductilidade, assim os aços podem se tornar f rágeis pela ação de diversos agentes:</p><p>baixas temperaturas ambientes, efeitos térmicos locais causados, por exemplo, por solda elétrica, etc, com</p><p>isso o estudo das condições em que os aços se tornam frágeis tem grande importância nas construções</p><p>metálicas, uma vez que os materiais f rágeis se rompem bruscamente, sem aviso prévio, dezenas de acidentes</p><p>com navios, pontes, etc, foram provocados pela f ragilidade do aço, decorrente de procedimento inadequad o</p><p>de solda.</p><p>− Resiliência: É a capacidade do em aço em absorver energia mecânica em regime elástico, ou, o que é</p><p>equivalente, a capacidade de restituir energia mecânica absorvida, assim se denomina módulo de resiliência</p><p>ou simplesmente resiliência a quantidade de energia elástica que pode ser absorvida por unidade de volume</p><p>do metal tracionado. Ele iguala a área do diagrama tensão -deformação até o limite de proporcionalidade.</p><p>− Tenacidade: É a energia total, elástica e plástica, que o material pode absorver por unidade de volume até a</p><p>sua ruptura, em tração simples, a tenacidade é representada pela área total do diagrama tensão -deformação,</p><p>assim materiais com módulo de tenacidade alto são preferíveis de serem adotados para elementos que possam</p><p>ser sobrecarregados acidentalmente, uma vez que um ut alto signif ica uma grande distorção, ou seja, um pré-</p><p>aviso de uma possível ruptura. Por outro lado, materiais com baixo ut distorcem pouco e podem romper-se</p><p>subitamente sem dar sinais de ruptura iminente.</p><p>− Dureza: É a resistência ao risco ou abrasão, na prática mede-se a dureza pela resistência que a superf ície do</p><p>material oferece à penetração de uma peça de maior dureza, sendo as relações f ísicas entre resistência e</p><p>dureza são estabelecidas experimentalmente, de modo que o ensaio de dureza é um meio expedito de verif icar</p><p>a resistência do aço.</p><p>− Comportamento frente a Variações Térmicas: As altas temperaturas modif icam as propriedades mecânicas</p><p>dos aços estruturais, pois acima de 100ºC há uma tendência a se eliminar a def inição linear do limite de</p><p>escoamento, surgindo reduções acentuadas das resistências de escoamento bem como do módulo de</p><p>elasticidade, já as baixas temperaturas, por sua vez, estabelecem a perda de ductilidade e de tenacidade, o</p><p>que constitui um fato indesejável, podendo conduzir à ruptura f rágil. Coef iciente de dilatação térmica αaço =</p><p>12 𝑥 10−6por °C;</p><p>− Fadiga: A fadiga do material é quando as peças metálicas trabalham sob efeito de esforços repetidos em</p><p>grande número, pode haver ruptura em tensões inferiores às obtidas em ensaios estáticos , assim a resistência</p><p>à fadiga é geralmente determinante no dimensionamento de peças sob ação de efeitos dinâmicos importantes,</p><p>tais como peças de máquinas, de pontes, etc, a resistência à fadiga das peças é fortemente diminuída nos</p><p>pontos de concentração de tensões, provocadas, por exemplo, por variações bruscas na forma da seção, etc,</p><p>sua ocorrência é caracterizada pelo aparecimento de f raturas que se propagam com a repetição do</p><p>carregamento, sendo, em geral, essas f raturas se iniciam nos pontos de concentração de tensão , assim as</p><p>normas americanas e brasileiras verif icam a resistência à fadiga pela f lutuação de tensões elásticas ( )</p><p>provocadas pelas cargas variáveis.</p><p>5. O que é deformação elástica? O que é deformação plástica?</p><p>R: Elasticidade de um material é a sua capacidade de voltar à forma original em ciclo de carregamento e</p><p>descarregamento, sendo reversível (desaparece quando a tensão é removida). Já a deformação plástica é a</p><p>deformação permanente provocada por tensão igual ou superior à resistência associada ao limite de</p><p>proporcionalidade, é o resultado de um deslocamento permanente, alterando a estrutura interna do metal.</p><p>6. O que é e como ocorre o fenômeno da estricção em elementos de aço?</p><p>R: A estricção é a redução na seção transversal de um material que ocorre quando ele é submetido a uma</p><p>tensão de tração, quando o material atinge o ponto de tensão máxima</p><p>em uma curva de tensão-deformação, já</p><p>que a tensão se concentra nessa região, levando à ruptura.</p><p>7. O que é ductilidade? O que é fragilidade?</p><p>R: Ductilidade é a capacidade do material de se deformar sem se romper, podendo ser medido por meio do</p><p>alongamento (ε) ou da estricção, assim quanto mais dúctil o aço, maior será a redução de área ou o</p><p>alongamento antes da ruptura. Já a fragilidade é o oposto da ductilidade, sendo causado pela ação de diversos</p><p>agentes: baixas temperaturas ambientes, efeitos térmicos locais causados, por exemplo, por solda elétrica,</p><p>etc.</p><p>8. No que consiste o fenômeno da fadiga?</p><p>R: O fenômeno da fadiga ocorre quando as peças metálicas trabalham sob efeito de esforços repetidos em</p><p>grande número, pode haver ruptura em tensões inferiores às obtidas em ensaios estáticos, e é caracterizada</p><p>pelo aparecimento de fraturas que se propagam com a repetição do carregamento, se iniciando, em geral, nos</p><p>pontos de concentração de tensão.</p><p>Tópico 15</p><p>Aço - Proteção contra a corrosão e proteção contra incêndio</p><p>1. Como ocorre o fenômeno corrosão em estruturas de aço?</p><p>• Considerações Gerais</p><p>− Há uma tendência natural do ferro constituinte do aço retornar ao seu estado primitivo de minério, ou seja,</p><p>combinar com os elementos presentes no meio ambiente (O2 , H2O) formando óxido de ferro, começando na</p><p>superf ície do metal e acaba levando à sua total deterioração caso não sejam tomadas medidas preventivas,</p><p>sendo o mecanismo é o mesmo que ocorre numa bateria, isto é, dois metais imersos em uma solução</p><p>condutora (eletrólito) provocam a passagem de corrente elétrica e o desgaste de um dos metais (ânodo),</p><p>conforme é ilustrado na seguinte f igura;</p><p>− No caso da corrosão atmosférica, o eletrólito é a umidade do ar, com sua condutividade aumentada pela</p><p>presença da poluição industrial ou marítima, a passagem de corrente ocorre entre regiões diferentes (ânodo e</p><p>cátodo) do mesmo metal, tais como: áreas cobertas por detritos ou água, pequenas alterações na composição</p><p>do metal ou variações de temperatura;</p><p>R: A corrosão é uma tendência natural do ferro constituinte do aço retornar ao seu estado primitivo de minério,</p><p>ou seja, combinar com os elementos presentes no meio ambiente (O2, H2O) formando óxido de ferro,</p><p>começando na superfície do metal e acaba levando à sua total deterioração caso não sejam tomadas medidas</p><p>preventivas. Assim, ocorre a partir de dois metais imersos em uma solução condutora (eletrólito) provocam a</p><p>passagem de corrente elétrica e o desgaste de um dos metais (ânodo).</p><p>2. Cite algumas práticas construtivas que minimizam o processo da corrosão em estruturas em aço.</p><p>− Recomendações:</p><p>→ Evitar a formação de regiões de estagnação de detritos ou líquidos ou, se inevitável, prever furos de drenagem</p><p>na estrutura;</p><p>→ Prever acessos e espaços para permitir a manutenção;</p><p>→ Preencher com mastiques ou solda de vedação as f restas que ocorrem nas ligações;</p><p>→ Evitar intermitência nas ligações soldadas;</p><p>→ Evitar sobreposição de materiais diferentes;</p><p>→ Evitar que elementos metálicos f iquem semienterrados ou semi-submersos;</p><p>→ Utilização de aços resistentes à corrosão atmosférica;</p><p>→ Aplicação de revestimento metálico (zincagem);</p><p>→ Aplicação de revestimento não metálico (pintura).</p><p>− Mastique: Resina obtida a partir de uma planta, chamada popularmente de ̈ aroeira¨, usada, geralmente, como</p><p>vedação de juntas.</p><p>R: São recomendações: evitar a formação de regiões de estagnação de detritos ou líquidos ou, se inevitável,</p><p>prever furos de drenagem na estrutura; prever acessos e espaços para permitir a manutenção; preencher com</p><p>mastiques ou solda de vedação as frestas que ocorrem nas ligações; evitar intermitência nas ligações</p><p>soldadas; evitar sobreposição de materiais diferentes; evitar que elementos metálicos fiquem semienterrados</p><p>ou semi-submersos.</p><p>3. O que são aços patináveis? Como é o seu funcionamento para resistir à corrosão atmosférica?</p><p>• Aços Resistentes à Corrosão Atmosférica</p><p>− Entre os aços resistentes à corrosão atmosférica destacam-se os aços inoxidáveis, obtidos pela adição de</p><p>níquel e cromo, porém de uso restrito em edif icações devido ao seu custo elevado, e os chamados aços</p><p>patináveis ou aclimáveis.</p><p>− Aços Patináveis: Introduzidos no início da década de trinta, nos Estados Unidos, para a fabricação de vagões</p><p>de carga, dadas às características e qualidades desses aços, rapidamente encontraram aceitação na</p><p>construção civil, conhecidos, comercialmente, tais aços receberam o nome de “Corten” e hoje são</p><p>mundialmente utilizados na construção civil, sua maior resistência à corrosão advém principalmente da adição</p><p>de cobre e cromo, sendo que cada siderúrgica adota uma combinação própria desse elemento em seus aços</p><p>comerciais, além de combiná-los com outros elementos, como níquel, vanádio e nióbio , assim os aços</p><p>patináveis, quando expostos à atmosfera, desenvolvem em sua superf ície uma camada de óxido compacta e</p><p>aderente denominada “pátina”, que funciona como barreira de proteção contra a corrosão, possibilitando,</p><p>assim, sua utilização sem qualquer tipo de revestimento, sua formação de pátina protetora ocorre desde que</p><p>o aço seja submetido a ciclos alternados de molhagem (chuva, nevoeiro, umidade) e secagem (sol, vento),</p><p>sendo tais efeitos também estão presentes em ambientes internos à edif icação, desde que adequadament e</p><p>ventilados;</p><p>− Em atmosferas industriais pouco agressivas, os aços patináveis apresentam bom desempenho; em atmosferas</p><p>industriais altamente corrosivas a sua resistência à corrosão é menor do que verif icada no caso anterior, porém,</p><p>sempre superior à do aço-carbono;</p><p>− Nas atmosferas marinhas, até cerca de 600 m da orla marítima, a proximidade do mar inf luencia na velocidade</p><p>de corrosão dos aços patináveis, acelerando-a. Nesse tipo de atmosfera, o desempenho desses aços é</p><p>superior à do aço-carbono, porém as perdas por corrosão são maiores do que em atmosferas industriais, por</p><p>isso é recomendada a utilização de revestimento quando o material se encontra em atmosfera marinha severa</p><p>ou moderada;</p><p>− A maior aplicação dos aços patináveis tem sido em atmosfera urbanas, onde podem ser utilizados sem</p><p>revestimento, no entanto, os aços patináveis revestidos têm suas características de resistência à corrosão</p><p>sinergicamente ampliadas, aumentando o período para manutenção, por esse aspecto, eles são muito</p><p>empregados também com revestimento;</p><p>− O aço patinável apresenta, em média, três vezes mais resistência à corrosão que o aço comum.</p><p>R: O aço patinável tem alta resistência e baixa liga, com elementos como níquel e cromo que, por meio de uma</p><p>reação química em contato com a atmosfera, desenvolve naturalmente uma pátina protetora, fino filme</p><p>aderente de ferrugem.</p><p>4. No que consiste a galvanização de elementos estruturais de aço?</p><p>− Galvanização: O fenômeno da corrosão é sempre precedido pela remoção de elétrons do ferro, formando os</p><p>cátions Fe++. A facilidade de ocorrer essa remoção é variável de metal para metal e recebe o nome de potencial</p><p>de oxidação de eletrodo. O zinco tem maior potencial do que o ferro. Assim, se os dois forem combinados, o</p><p>zinco atuará como ânodo e o ferro como cátodo. Essa característica é utilizada como artif ício para se prevenir</p><p>a corrosão do aço e nela baseia-se o método de proteção pelo uso do zinco. O aço revestido com zinco, na</p><p>verdade, está protegido de duas maneiras distintas: se a camada de zinco se mantiver contínua, ou seja, sem</p><p>qualquer perfuração, a mesma atua como uma barreira evitando que o oxigênio e a água entrem em contato</p><p>com o aço, inibindo assim a oxidação, caso ela tenha qualquer descontinuidade e na presença do ar</p><p>atmosférico, que possui umidade, o zinco passa a atuar como ânodo,</p><p>corroendo -se em lugar do ferro</p><p>R: Consiste em um revestimento com zinco no aço, uma proteção contra a corrosão.</p><p>− Pintura: A proteção contra a corrosão por meio de pintura do aço por material não metálico tem por objetivo</p><p>criar uma barreira impermeável protetora na superf ície exposta do aço; os materiais impermeáveis</p><p>normalmente utilizados são esmaltes, vernizes, tintas e plásticos, seguindo esquemas de pintura que</p><p>geralmente obedecem às seguintes etapas:</p><p>→ Limpeza da superfície: A vida útil do revestimento é função do grau de limpeza da superf ície do elemento a</p><p>ser pintado, podendo variar desde uma simples limpeza por solventes ou escovamento, até jateamento por</p><p>granalha ao metal branco, sendo uma limpeza de superf ície de alta qualidade pode custar até 60% do custo</p><p>do trabalho de pintura; na ausência de normas brasileiras, geralmente, são seguidas normas ou especif icações</p><p>internacionais, tais como a especif icação norte-americana SSPC– “Steel Structures Painting Council” ou a</p><p>norma sueca SIS– (05 50 00/1967)“Pictorial surface preparation standards of painting steel surface”, que</p><p>fornecem os procedimentos para cada grau de limpeza;</p><p>→ Revestimento primário ou “primer”: Tem como objetivo umedecer adequadamente a superf ície e provê-la</p><p>de adesão à camada subsequente de pintura, sendo um produto geralmente fosco, que contém pigmentos</p><p>anticorrosivos para conferir a proteção necessária ao substrato, também é aplicado sobre uma peça para dar</p><p>proteção durante o seu armazenamento;</p><p>→ Camada intermediária: Tem por objetivo fornecer espessura ao sistema, aumentando o caminho dos agentes</p><p>corrosivos, assim as tintas intermediárias geralmente são neutras, isto é, não tem pigmentos anticorrosivos,</p><p>nem coloridos, também denominadas tintas de enchimento, sendo mais baratas do que os “primers” e do que</p><p>as tintas de acabamento;</p><p>→ Camada final ou de acabamento: Tem por objetivo dar aparência f inal ao substrato, como cor e textura,</p><p>podendo também atuar como barreira aos agentes agressivos do meio ambiente.</p><p>• Proteção Contra Incêndio</p><p>− Hoje, se reconhece que a capacidade resistente do aço, do concreto, da madeira, da alvenaria estrutural e do</p><p>alumínio em situação de incêndio é reduzida em vista da degeneração das propriedades mecânicas dos</p><p>materiais ou da redução da área resistente;</p><p>− O aço e o alumínio têm resistência e módulo de elasticidade reduzidos quando submetidos a altas</p><p>temperaturas;</p><p>− O concreto, além da redução da resistência, perde área resistente devido ao “spalling”, que é um lascamento</p><p>da superf ície do elemento de concreto, devido à pressão interna da água ao evaporar-se e ao comportamento</p><p>diferencial dos materiais componentes do concreto; em concretos de alta resistência pode ocorrer o “spalling”</p><p>explosivo, pela maior dif iculdade de percolação da água, assim, o “spalling” reduz a área resistente do concreto</p><p>e expõem a armadura ao fogo;</p><p>− Os elementos de madeira sofrem carbonização na superf ície exposta ao fogo, reduzindo a área resistente e</p><p>realimentando o incêndio, a região central recebe proteção proporcionada pela camada carbonizada, atingindo</p><p>baixas temperaturas.</p><p>→ Apesar de a redução das propriedades mecânicas do concreto e da madeira ser mais acentuada, em função</p><p>da temperatura, do que a do aço, deve-se lembrar que a temperatura média atingida por um elemento isolado</p><p>de aço em incêndio é, geralmente, maior do que a dos outros dois materiais.</p><p>5. Em termos de variação da temperatura com o tempo, quais são as fases que ocorrem em um “incêndio</p><p>padrão”?</p><p>R: Fase de ignição, fase de aquecimento e fase de esfriamento.</p><p>6. Observando-se o decaimento da resistência relativa do material “aço”, do material “concreto” e do material</p><p>“madeira” qual deles apresenta uma maior durabilidade com relação ao aumento de temperatura?</p><p>R: O aço possui menor redução das propriedades mecânicas do que o concreto e a madeira, em função da</p><p>temperatura, porém a temperatura média atingida por um elemento isolado de aço em incêndio é maior.</p><p>7. O que é o fenômeno conhecido como spalling (lascamento) em elementos estruturais de concreto armado?</p><p>R: O “spalling” é um lascamento da superfície do elemento de concreto, devido à pressão interna da água ao</p><p>evaporar-se e ao comportamento diferencial dos materiais componentes, reduzindo a área resistente e</p><p>expondo a armadura ao fogo, em concretos de alta resistência pode ocorrer o “spalling” explosivo.</p><p>8. Numa situação de incêndio, apesar da redução das propriedades mecânicas do concreto e da madeira serem</p><p>mais acentuada do que a do aço, deve-se lembrar que a temperatura média atingida por um elemento isolado</p><p>de aço em incêndio é, geralmente, maior do que a dos outros dois materiais. Por qual motivo?</p><p>R: Devido a alta condutividade térmica do aço.</p><p>9. O que é o Tempo Requerido de Resistência ao Fogo (TRRF) definido pela NBR 14432:2000?</p><p>− Normas:</p><p>→ A ABNT NBR 14432:2000 “Exigências de resistência ao fogo dos elementos construtivos das edif icações”</p><p>fornece a mínima resistência ao fogo requerida para as estruturas. No Estado de São Paulo, bem como em</p><p>outros estados brasileiros, há exigência legal para a verif icação das estruturas em situação de incêndio;</p><p>→ A ABNT NBR 14323:2012 “Dimensionamento das estruturas de aço emsituação de incêndio” e a ABNT NBR</p><p>15200:2012 “Projeto de estruturas de concreto em situação de incêndio” fornecem os procedimentos para o</p><p>dimensionamento das estruturas formadas por ambos os materiais; assim a Norma 14432:2000 fornece uma</p><p>tabela com recomendações consagradas, f ruto do consenso da sociedade, de tempos requeridos de</p><p>resistência ao fogo (TRRF) sob o conceito de fogo padrão descrito na Norma ISO 834 [11], que, de acordo com</p><p>a elevação de temperatura dos gases do forno como descritos na ISO 834, BS476 e LPS1107, quando a Tabela</p><p>propõe uma resistência ao fogo de 30 minutos, signif ica que a estrutura deve permanecer estável quando a</p><p>atmosfera ao seu redor estiver a aproximadamente 820°C, 1 hora signif ica 930°C e 2 horas 1030°C, assim</p><p>quanto maior a resistência requerida, maior a temperatura que a estrutura deve resistir.</p><p>R: É a resistência ao fogo de 30 minutos, a estrutura deve permanecer estável quando a atmosfera ao seu redor</p><p>estiver a aproximadamente 820°C, quanto maior a resistência requerida, maior a temperatura que a estrutura</p><p>deve resistir.</p><p>10. Cite técnicas de proteção contra incêndio para elementos estruturais em aço.</p><p>• Materiais utilizados na Proteção Térmica das Estruturas de Aço</p><p>Para se aumentar o tempo necessário para que a temperatura crítica do incêndio seja alcançada, ou seja, para</p><p>se aumentar o tempo de resistência ao fogo, recorre-se, muitas vezes, à aplicação de materiais isolantes</p><p>térmicos por sobre a superf ície dos componentes estruturais.</p><p>− Argamassa projetada: São produtos com alto conteúdo de aglomerantes que, quando misturados com água,</p><p>geram uma massa f luida que pode ser bombeada, apresentados como produtos de baixa, média ou alta</p><p>densidade, e são constituídos basicamente de gesso (aproximadamente 80% do peso seco), cimento Portland</p><p>(em materiais de média e alta densidade), resinas acrílicas e cargas inertes, tais como poliestireno expandido,</p><p>celulose e preservantes, assim quando a temperatura ambiente atinge 90°C – 150°C, as ligações químicas</p><p>existentes no gesso hidratado começam a se romper, liberando água de hidratação , essa proteção se dá devido</p><p>a fatores também relacionados com a massa do produto e seu índice de vazios , a reação absorve a energia</p><p>do fogo, que seria conduzida ao aço, e este processo permite ao aço manter uma temperatura relativamente</p><p>baixa por 20 a 30 minutos durante a primeira hora crítica do incêndio , sendo a mesma consideração é aplicada</p><p>para placas de gesso acartonado;</p><p>− Fibra projetada: São produtos de baixa e média densidades, contendo</p><p>basicamente f ibras obtidas a partir de</p><p>rocha basáltica (ou escória de alto-forno) como principal ingrediente, as f ibras são misturadas com escória de</p><p>alto-forno (20 a 30% do peso seco total) para criar uma mistura de baixa densidade e a proteção à base de</p><p>f ibras utiliza as propriedades isolantes da f ibra para proteger o aço , aí esta mistura é projetada sobre a</p><p>estrutura.</p><p>− Placas de gesso acartonado: Placas de gesso contendo f ibra de vidro, e, em alguns casos, vermiculita</p><p>incorporada, assim como a argamassa “cimenticious”, o gesso da placa perde moléculas de água de hidratação</p><p>durante o aquecimento, mantendo baixa a temperatura do aço, tendo, internamente, uma malha de f ibra de</p><p>vidro, que mantém o conjunto estruturado quando exposto às elevadas temperaturas do incêndio, sendo a</p><p>placa é mantida, de modo geral, visível em estruturas, por motivos estéticos;</p><p>− Enclausuramento em Concreto: Um outro método empregado na proteção do aço é o do enclausuramento</p><p>do elemento metálico em concreto, proporcionando proteção ao aço f rente à corrosão e incêndio ao mesmo</p><p>tempo, com um reforço é adicionado ao sistema, na forma de vergalhões, para manter o concreto no local</p><p>durante o evento do incêndio, esta solução tem sido empregada no Japão, mas, devido ao custo mais elevado</p><p>do que outras formas de proteção, não é muito difundida;</p><p>− Tintas Intumescentes: São tintas especiais que expandem a partir de 200°C, formando uma espuma rígida</p><p>que isolam ef icientemente os gases quentes gerados no incêndio do aço , antes da aplicação desta tinta</p><p>especial, a superf ície deverá ser preparada conforme recomendações do fabricante, e um primer compatível</p><p>deverá ser aplicado, como esta tinta não apresenta grande resistência química e f ísica, ela deve ser recoberta</p><p>por uma película acrílica ou poliuretânica, a critério do usuário , podendo ser aplicada a pincel, rolo ou spray</p><p>(airless), e a aparência f inal do sistema (primer epoxídico, acrílico ou alquídico, tinta intumescente e tinta de</p><p>acabamento acrílica ou poliuretânica) é sempre muito boa, as tintas intumescentes são compostas, de modo</p><p>geral, de sais de fósforo, de amidos, de melamina e resinas orgânicas.</p><p>R: Argamassa projetada, fibra projetada, placas de gesso acartonado, enclausuramento em concreto e tintas</p><p>intumescentes.</p><p>Tópico 16</p><p>Aço - Produtos siderúrgicos estruturais em aço</p><p>1. Quais os principais tipos de produtos estruturais em aço?</p><p>• Produtos Siderúrgicos Estruturais</p><p>− Tipos de Produtos Estruturais:</p><p>→ Chapas, barras e perfis laminados: são fabricados em laminadores que, em sucessivos passes, dão ao aço</p><p>pré-aquecido a seção desejada;</p><p>→ Fios trefilados: São obtidos puxando uma barra de aço sucessivamente por meio de f ieiras com diâmetros</p><p>decrescentes, a tref ilação é feita a f rio, utiliza-se lubrif icantes para evitar superaquecimento dos f ios e f ieiras;</p><p>→ Cordoalhas e Cabos: são formados por associação de f ios;</p><p>→ Perfis estruturais: podem ainda ser fabricados por dobramento de chapas (perf is de chapa dobrada) e por</p><p>associação de chapas através de solda (perf is soldados).</p><p>R: Os principais tipos de produtos estruturais em aço são: chapas, barras, perfis laminados, fios trefilados,</p><p>cordoalhas e cabos.</p><p>2. Como são fabricados os produtos de aço laminados?</p><p>− Produtos Laminados</p><p>→ Os produtos laminados, em geral, se classif icam embarras, chapas e perf is.</p><p>→ Barras: São produtos laminados nos quais duas dimensões (da seção transversal) são pequenas em relação</p><p>à terceira (comprimento), são laminadas em seção circular, quadrada ou retangular alongada, estas últimas</p><p>chamam-se comumente de barras chatas.</p><p>→ Chapas: São produtos laminados, nos quais uma dimensão (a espessura) é muito menor que as outras duas</p><p>(largura e comprimento). As chapas se dividem nas duas categorias que se diferenciam pela sua espessura</p><p>→ Perfis Laminados: Também chamados de perf is conformados a quente, os laminadores produzem perf is de</p><p>grande ef iciência estrutural, em forma de H, I, C, L, os quais são denominados correntemente de perf is</p><p>laminados, assim os diversos fabricantes de perf is disponibilizam catálogos com informações a respeito da</p><p>geometria da seção, propriedades geométricas e propriedades mecânicas dos perf is , um perf il laminado pode</p><p>ser designado pelas suas dimensões externas nominais (altura, ou altura x largura), seguidas da massa do</p><p>perf il em kg/m.</p><p>→ Trilhos: São produtos laminados destinados a servir de apoio para as rodas metálicas de pontes rolantes ou</p><p>trens, a seção do trilho ferroviário apresenta uma base de apoio, uma alma vertical e um boleto sobre o qual</p><p>se apoia a roda.</p><p>→ Tubos: São produtos ocos, de seção circular, retangular ou quadrada, podem ser produzidos em laminadores</p><p>especiais (tubos sem costura) ou com chapa dobrada e soldada (tubos com costura).</p><p>→ Fios e Cordoalhas: Os f ios ou arames são obtidos por tref ilação, fabricam-se f ios de aço doce (alto teor de</p><p>ferro) e também de aço duro (aço de alto carbono), f ios de aço duro são empregados em molas, cabos de</p><p>protensão de estruturas, etc, as cordoalhas são formadas por três ou sete f ios arrumados em forma de hélice,</p><p>seu módulo de elasticidade é quase tão elevado quanto o de uma barra maciça de aço (Ecordoalha = 195.000</p><p>MPa)</p><p>R: Produtos de aço laminados são fabricados em laminadores que, em sucessivos passes, dão ao aço pré-</p><p>aquecido a seção desejada.</p><p>3. Como são fabricados os perfis de chapa de aço dobrada?</p><p>− Chapas de Aço Dobradas: também chamados de perf is formados a f rio (PFF), as chapas metálicas de aços</p><p>dúcteis podem ser dobradas a f rio, transformando-se em perf is de chapas dobradas, sendo feita em prensas</p><p>especiais nas quais há gabaritos que limitam os raios internos de dobragem a certos valores mínimos,</p><p>especif icados para impedir a f issuração do aço na dobra, assim o uso de chapas f inas (em geral menos que</p><p>3mm de espessura) na fabricação desses perf is conduz a problemas de instabilidade estrutural não existentes</p><p>em perf is laminados, háuma grande variedade de perf is que podem ser fabricados, muitos com apenas um</p><p>eixo de simetria ou nenhum, alguns simples, outros mais complexos.</p><p>R: São chapas metálicas de aços dúcteis podem ser dobradas a frio, transformando-se em perfis de chapas</p><p>dobradas, assim a dobragem das chapas é feita em prensas especiais nas quais há gabaritos que limitam os</p><p>raios internos de dobragem a certos valores mínimos, especificados para impedir a fissuração do aço na dobra.</p><p>4. Quais são os principais tipos de ligação de peças metálicas?</p><p>− Ligações de peças metálicas: São fabricadas com dimensões transversais limitadas pela capacidade dos</p><p>laminadores e com comprimentos limitados pela capacidade dos veículos de transporte, assim estruturas de</p><p>aço são formadas por associação de peças ligadas entre si e os meios de união entre peças metálicas têm</p><p>assim importância fundamental, tendo, basicamente, dois tipos de ligação: por meio de conectores (rebites,</p><p>parafusos que são colocados em furos que atravessam as peças a ligar. A ligação por solda consiste em fundir</p><p>as partes em contato de modo a provocar coalescência das mesmas, utilizadas nos século XIX e ainda na</p><p>primeira metade do século XX, os rebites foram os meios de ligação mais utilizados) ou por solda (nos últimos</p><p>decênios a solda se transformou no elemento preponderante de ligação, graças ao progresso nos</p><p>equipamentos e à difusão de aços-carbono e aços-liga soldáveis, assim a tendência moderna é utilizar solda</p><p>na fabricação em of icina, empregando conectores nas ligações executadas no campo ).</p><p>R: As peças metálicas são ligadas por meio de conectores ou por solda.</p><p>5. Como são fabricados os perfis soldados?</p><p>− Perfis soldados e perfis compostos: São formados pela associação de chapas ou de perf is laminados</p><p>simples, sendo a ligação, em geral, soldada, padronizados</p><p>pela norma brasileira NBR 5884:1980 em três séries</p><p>de perf is soldados: Perf is CS (colunas soldadas), Perf is VS (vigas soldadas) e Perf is CVS (colunas e vigas</p><p>soldadas).</p><p>R: A ligação por solda consiste em fundir as partes em contato de modo a provocar coalescência das mesmas.</p><p>Tópico 17</p><p>Aço - Sistemas estruturais e pré-dimensionamento de elementos estruturais em aço</p><p>1. Escreva quais são as principais solicitações mecânicas que agem nos seguintes elementos estruturais:</p><p>tirantes, treliças, pilares e vigas.</p><p>• Elementos Estruturais</p><p>− Elementos lineares alongados, denominados hastes ou barras: São peças cujas dimensões transversais</p><p>são pequenas em relação ao seu comprimento , dependendo da solicitação predominante, essas hastes ou</p><p>barras podemser denominadas:</p><p>− Tirantes: sujeitos à tração axial;</p><p>− Colunas ou Pilares: sujeitos à compressão axial;</p><p>− Vigas: sujeitas à cargas transversais que produzem momentosf letores e esforços cortantes;</p><p>− Componentes de Treliças ou Tesouras: sujeitas à tração e compressão axiais;</p><p>− Elementos bidimensionais, geralmente denominados elementos planos, constituídos por placas ou</p><p>chapas: São peças cujas dimensões de superf ície são grandes em relação à sua espessura, as placas são</p><p>utilizadas isoladamente como elementos constituintes de sistemas estruturais planos ou espaciais.</p><p>• Sistemas Estruturais Planos de Elementos Lineares</p><p>− São formados por combinações dos principais elementos lineares, constituindo estruturas portantes em geral ;</p><p>→ Em treliças, por exemplo, as barras trabalham predominantemente à tração ou compressão simples;</p><p>→ As grelhas planas são formadas por feixes de barras que trabalham predominantemente à f lexão;</p><p>→ Os pórticos são sistemas formados por associações de barras retilíneas ou curvilíneas com ligações rígidas</p><p>entre si que trabalham à tração e compressão simples ou mesmo à f lexão.</p><p>R: Dos tirantes são a tração axial, das treliças ou tesouras são a tração e compressão axiais, das colunas ou</p><p>pilares são a compressão axial e das vigas são as cargas transversais que produzem momentos fletores e</p><p>esforços cortantes.</p><p>2. O que é uma ligação rotulada?</p><p>• Comportamento das Ligações</p><p>− O funcionamento das estruturas compostas por peças pré-fabricadas conectadas, como é o caso de estruturas</p><p>em aço, depende essencialmente do comportamento das ligações, por exemplo, no caso de estruturas</p><p>aporticadas de edif icações, as ligações entre vigas e pilares determinam o esquema estrutural representativo</p><p>do pórtico, assim há dois tipos ideais de comportamento das ligações:</p><p>→ Ligação perfeitamente rígida (engastada): O ângulo entre os elementos estruturais que se interceptam</p><p>permanece essencialmente o mesmo após o carregamento da estrutura, com transmissão integral de momento</p><p>f letor, força cortante e força normal (Ângulo antes (a) ≅ Ângulo após a estrutura ser carregada (B)), assim as</p><p>ligações rígidas devem ser concebidas de forma a garantir: que as reações de apoio sejam transmitidas ao</p><p>pilar ou viga que as recebem, a rotação em torno do eixo longitudinal e a rotação de uma peça em relação à</p><p>outra no plano da f lexão sejam impedidas, os esforços externos são transferidos dos pilares e vigas, por meio</p><p>de momento f letor, força cortante e força normal (tração ou compressão), admite-se que o binário que compõe</p><p>o momento f letor atue somente nas mesas da viga, então o momento f letor é transferido da viga ao pilar ao se</p><p>ligar às mesas, e a alma também deve ser ligada para transmissão da força cortante;</p><p>→ Ligação rotulada (flexível): A restrição à rotação relativa entre os elementos estruturais deve ser tão pequena</p><p>quanto se consiga obter na prática, o momento f letor transmitido é muito pequeno, na prática considera-se</p><p>nulo, havendo transmissão integral de força cortante e pode haver transmissão de força normal, sendo que a</p><p>deformação axial dos parafusos tracionados e, principalmente, a deformação por f lexão das cantoneiras</p><p>permitem a ocorrência da rotação necessária (Ângulo antes (a) ≠ Ângulo após a estrutura ser carregada (B)),</p><p>assim as ligações f lexíveis devem ser concebidas de maneira a garantir: que as reações de apoio sejam</p><p>transmitidas ao pilar ou viga que as recebem, a rotação de uma peça em relação à outra no plano da f lexão</p><p>(plano da alma no caso de uma viga com seção em forma de "I", que a rotação em torno do eixo longitudinal</p><p>seja impedida;</p><p>− Esses dois tipos de ligações são dif íceis de serem materializados , na prática, os comportamentos de alguns</p><p>detalhes de ligação podem ser assemelhados a um ou outro caso ideal de ligação.</p><p>− Existem também as ligações semi-rígidas, com comportamento intermediário entre o rígido e o f lexível. Essas</p><p>diferenças de funcionamento podem ser descritas pelas curvas momento f letor M (transferido pela ligação) X</p><p>rotação relativa entre os eixos da viga e do pilar.</p><p>R: É uma ligação em que o ângulo antes da deformação é diferente do ângulo após a estrutura ser carregada.</p><p>3. O que é uma ligação rígida?</p><p>R: É uma ligação em que o ângulo antes da deformação e depois da deformação continua a mesma.</p><p>4. Em termos de comportamento estrutural, qual é a diferença entre uma ligação rígida e uma flexível?</p><p>R: A ligação rígida tem uma transmissão maior de momentos e menor rotação, enquanto a ligação flexível tem</p><p>uma permissividade muito maior de rotação e menor momento.</p><p>5. Quais são os pontos positivos e negativos de cada tipo de ligação (em termos de esforços internos, de</p><p>deslocabilidade, econômicos, construtivos, etc)? (rígida e flexível)</p><p>R: As ligações rígidas possuem melhor distribuição de esforços, menor deslocamento, maior estabilidade,</p><p>essenciais para estruturas altas, porém os custos mais altos, complexidade construtiva, menor capacidade de</p><p>acomodar deformações. Já as ligações flexíveis possuem menor custo, simplicidade construtiva, melhor</p><p>acomodação de deslocamentos, redução de tensões induzidas, porém tem maior deslocamento, maior</p><p>necessidade de reforço em elementos adjacentes, menos estabilidade global.</p><p>• Estruturas Aporticadas para Edificações</p><p>− O esquema estrutural das edif icações compostas por associações de pórticos depende do tipo de detalhe</p><p>selecionado para as ligações viga-pilar, podemos identif icar dois tipos básicos de esquemas estruturais, com</p><p>ligações rígidas e com ligações f lexíveis:</p><p>→ Pórtico com ligações rígidas: É estável para ação das cargas verticais e também das cargas horizontais, sua</p><p>rigidez lateral do pórtico depende da rigidez à f lexão dos elementos de viga e de pilar, e os deslocamentos</p><p>horizontais devem ser mantidos pequenos;</p><p>→ Estrutura com ligações viga-pilar flexíveis: Só é estável para ação de cargas verticais, assim para resistir</p><p>às ações horizontais, os pilares funcionam isolados (sem ação de pórtico), desse modo, deve-se associar uma</p><p>subestrutura com grande rigidez à f lexão, denominada contraventamento, que pode ser composta de uma ou</p><p>mais paredes também diaf ragmas, denominadas paredes de cisalhamento (em geral disposta no entorno da</p><p>caixa de escada), ou uma subestrutura treliçada;</p><p>→ Estrutura contraventada com ligações flexíveis: São mais simples de serem instaladas e têm menor custo</p><p>em relação às ligações rígidas, por outro lado, a necessidade de incluir as subestruturas de contraventamento</p><p>leva à concentração das forças horizontais nas suas fundações, enquanto no pórtico as forças horizontais se</p><p>distribuem pelas fundações de todos os pilares, além disso, o contraventamento treliçado pode produzir efeitos</p><p>negativos do ponto de vista arquitetônico, como, por exemplo, a obstrução oferecida para posicionamento das</p><p>janelas e portas da edif icação.</p><p>− Durante a fase de análise estrutural, os tipos de ligação idealizados para a estrutura estão diretamente</p><p>associados</p><p>aos esforços internos nos elementos estruturais , como exemplo, consideram-se duas estruturas</p><p>submetidas a ações de cargas horizontais e verticais: uma com ligações rígidas e outra com ligações f lexíveis,</p><p>quando submetido a um carregamento vertical, a estrutura que possui ligações rígidas tem tanto suas vigas</p><p>quanto seus pilares sujeitos a momentos f letores; na verdade os pilares encontra-se sob f lexocompressão; já</p><p>na estrutura contraventada (com ligações f lexíveis) os pilares f icam sujeitos a compressão axial e as vigas a</p><p>f lexão, para a ação das cargas horizontais desenvolvem-se esforços de f lexão em todos os elementos do</p><p>pórtico (ligações rígidas); na estrutura de ligações flexíveis é a subestrutura de contraventamento que é</p><p>mobilizada f icando os elementos que compõem o treliçado vertical sujeitos a esforços normais ; assim, em</p><p>termos de deslocabilidade lateral, a comparação entre dos dois tipos de edif icação (consideradas com os</p><p>mesmos perf is nas vigas e nos pilares) dependerá da rigidez da subestrutura de contraventamento , no caso</p><p>de paredes diaf ragma e para os sistemas treliçados em geral utilizados, a estrutura contraventada apresenta -</p><p>se mais rígida do que o pórtico (que possui ligações rígidas), em outras palavras, uma estrutura com ligações</p><p>flexíveis com contraventamento adequado desloca-se, em geral, menos do que uma estrutura com</p><p>ligações rígidas.</p><p>• Tipologia de construções industriais:</p><p>− Edif ícios industriais para usos gerais, denominados galpões, apresentam espaço horizontal protegido para</p><p>utilização diversa, para tanto, a estrutura de aço pode apresentar várias concepções, e dentre elas destacam -</p><p>se: edif ício industrial com colunas e vigas de alma cheia, com sistema de cobertura treliçado, com coluna de</p><p>alma cheia e viga treliçada, com coluna treliçada e viga de rolamento, com duas águas (geminado), com quatro</p><p>meias-águas (geminado) e com cobertura em arco treliçado;</p><p>− São comumente utilizados em razão de suas vantagens e também da versatilidade em relação às interfaces</p><p>com equipamentos, além disso apresentam a forma básica de edif ícios de múltiplos andares, porém sem a</p><p>necessidade de apresentar uma regularidade entre os pavimentos, que são dispostos em níveis diferentes</p><p>para atender a uma precisão específ ica de utilização do equipamento , sendo utilizadas para os mais diversos</p><p>tipos de operação, dentre os quais é possível citar alguns setores em que são empregados em larga escala.</p><p>6. Quais são os formatos de seção transversal mais comuns adotados para vigas de aço?</p><p>• Pré-dimensionamento de elementos estruturais em aço: escolha do tipo de seção transversal</p><p>R: Perfil L e duplo L, I ou H e duplo I, C e duplo C, perfil U, perfil T e perfil tubular (retangular, quadrado e</p><p>circular).</p><p>7. O pré-dimensionamento de peças comprimidas em aço por meio de fórmulas (visto em aula) prevê o colapso</p><p>do elemento estrutural frente a quais dois modos de ruptura?</p><p>• Pré-dimensionamento de elementos estruturais em aço: peças comprimidas</p><p>− Peças sob compressão em estruturas de aço ocorrem principalmente em pilares, barras de sistemas de</p><p>contraventamento e em barras que formam treliças, assim se propõe duas fórmulas de pré-dimensionamento</p><p>de pilares, a primeira considera o pré-dimensionamento pelo efeito de f lambagem e a segunda pelo efeito de</p><p>escoamento da seção transversal:</p><p>− Para edifícios de múltiplos pavimentos: Carga Nd atuante no pilar é calculada utilizando-se o conceito de</p><p>área de inf luência. A carga total de cálculo é o resultado da soma das cargas ao longo dos pavimentos:</p><p>− Quando se tratar de coberturas (telhados), a carga atuante pode ser calculada por:</p><p>− A f lexão em estruturas de aço ocorre basicamente nas vigas, em geral, a altura das vigas de aço está entre 5</p><p>e 8% do vão (em alguns casos até 3,5%). Propõe-se a seguinte fórmula de pré-dimensionamento de vigas:</p><p>A carga que atua na viga (qd) é o resultado da soma das seguintes cargas: reação de apoio da laje: calculada</p><p>pelo método das áreas de inf luência, carga da parede sobre a viga, peso próprio da viga: estimar um perf il e</p><p>utilizar as tabelas de perf is (que fornecem o peso próprio), assim obtido o valor de W, escolhe-se na tabela de</p><p>perf is de aço aquele que atenda a esta condição.</p><p>A: área mínima necessária para a seção transversal do perf il;</p><p>Ai: área de inf luência do pilar do pavimento tipo;</p><p>I: inércia mínima necessária para a seção do perf il (menor valor entre Ix e Iy):</p><p>Nd: carregamento de cálculo atuante na barra:</p><p>fya: tensao de escoamento de calculo do ago (fyd = fyk/𝛾𝑠):</p><p>E: módulo de elasticidade do aço:</p><p>𝑙𝑓𝑙: comprimento de f lambagem da barra 1650</p><p>𝛾𝑐𝑜𝑟𝑟=</p><p>1650</p><p>𝑙𝑓𝑙</p><p>: coef iciente de correção, devido a não consideração na fórmula de fatores como a f lambagem</p><p>local e a f lambagem inelástica. No cálculo de 𝛾𝑐𝑜𝑟𝑟, adotar 𝑙𝑓𝑙 em centimetros e 𝛾𝑐𝑜𝑟𝑟≥ 1;</p><p>𝛾𝑠 = 1,3: coef iciente de segurança para a resistência;</p><p>𝑞𝑟: carga do pavimento tipo;</p><p>𝑞𝑐: carga da cobertura;</p><p>𝑛𝑝: número de pavimentos (lajes-tipo);</p><p>W: módulo resistente elástico do perf il;</p><p>Md: momento atuante de cálculo máximo;</p><p>fyd: tensão de escoamento de cálculo do aço.</p><p>R: Ruptura por flambagem e escoamento.</p><p>8. Como é possível obter as pré-dimensões dos elementos estruturais em aço por meio de gráficos? Como</p><p>esses gráficos funcionam?</p><p>R: Os gráficos mostram a relação proporcional entre o tamanho do vão de estruturas e características como</p><p>altura do perfil e espessura necessária, alguns desses relacionam essas características com o número de</p><p>andares e a altura do edifício, assim indicam limites inferiores e superiores aceitáveis, a partir do qual há a</p><p>escolha de valores.</p><p>Tópico 18</p><p>Aço - Elementos de aço tracionados e ligações</p><p>1. Dê exemplos de elementos estruturais de aço submetidos a tração.</p><p>• Elementos tracionados</p><p>− Exemplos de elementos estruturais de aço tracionados: Tirantes ou pendurais; Contravento de torres (estais);</p><p>Tirantes; Barras tracionadas de treliças; Travejamento de vigas ou colunas (em forma de “X”); Tirantes de vigas</p><p>armadas.</p><p>− Dimensionamento</p><p>R: Tirantes ou pendurais, Contravento de torres (estais), Barras tracionadas de treliças, Travejamento de vigas</p><p>ou colunas (em forma de “X”) e Tirantes de vigas armadas.</p><p>2. Quais são as formas de ruptura de elementos tracionados e ligações explicados na aula?</p><p>• Ligações</p><p>− Rebites: São atualmente pouco usados pela dif iculdade de montagem (a quente, a aproximadamente 1000°C),</p><p>apesar de apresentarem grande resistência pelo atrito desenvolvido entre as partes, em virtude do</p><p>resfriamento. Entretanto, o esforço de aperto é muito variável, não se podendo garantir um valor mínimo</p><p>relativamente conf iável a considerar nos cálculos. São calculados ao cisalhamento e/ou tração e são</p><p>apresentados em 2 tipos:</p><p>→ ASTM A502-1 (grau 1) com fu = 415MPa;</p><p>→ ASTM A502-2 (grau 2) com fu = 525MPa;</p><p>− Parafusos: Normalmente chamados por A307 (fu = 415MPa), possuem cabeça quadrada ou sextavada em</p><p>uma extremidade e na outra uma rosca com porca, sempre acompanhados de arruelas , já os furos são</p><p>geralmente de diâmetro ~ 2𝑚𝑚 superior ao parafuso, podendo ser solicitados a cisalhamento e tração, não</p><p>se pode usar onde existe possibilidade de fadiga.</p><p>→ Parafusos comuns: São instalados com aperto, que mobiliza atrito entre as chapas, entretanto, o aperto nas</p><p>chapas é muito variável, não se podendo garantir um valor mínimo a considerar nos cálculos, assim, devido a</p><p>isso, os parafusos comuns são calculados de modo análogo ao dos rebites, através das tensões de apoio e de</p><p>corte e o funcionamento da ligação denominada tipo apoio (ou contato);</p><p>→ Parafusos ajustados: São um ref inamento dos parafusos comuns, porém pouco usados e muito caros, sendo</p><p>a folga com os</p><p>furos na ordem de 0,5mm;</p><p>→ Parafusos de alta resistência: São feitos com aços tratados termicamente, indicados especialmente para</p><p>diminuir as dimensões das conexões, em casos em que se deseja impedir o deslizamento entre as chapas da</p><p>conexão, dimensionam-se os parafusos com um coef iciente de segurança contra o deslizamento,</p><p>considerando-se assim que o funcionamento da ligação é do tipo atrito, dividem-se em dois tipos principais:</p><p>➢ ASTM A325: fu = 725MPa a 825MPa</p><p>➢ ASTM A490: fu = 1035MPa</p><p>− Dimensionamento das ligações com conectores</p><p>R: As rupturas são: na seção bruta e da seção dos parafusos (área líquida); as ligações são: rebites, parafusos</p><p>comuns, ajustados e de alta resistência.</p><p>Tópico 19</p><p>Aço - Elementos de aço fletidos</p><p>1. O que é flambagem local de uma viga de aço?</p><p>• Conceitos Gerais</p><p>− No projeto no estado limite último de vigas sujeitas à f lexão simples, calculam-se para as seções críticas o</p><p>momento e o esforço cortante resistente de projeto para compará-los aos respectivos esforços solicitantes de</p><p>projeto, além disso, devem-se verif icar os deslocamentos no estado limite de utilização , já que resistência à</p><p>f lexão de vigas pode ser afetada pela f lambagem local e pela f lambagem lateral.</p><p>→ Flambagem local: É a perda de estabilidade das chapas comprimidas componentes do perf il, a qual reduz o</p><p>momento resistente da seção.</p><p>R: A flambagem local é a perda de estabilidade das chapas comprimidas componentes do perfil, a qual reduz</p><p>o momento resistente da seção.</p><p>2. O que é flambagem lateral de uma viga de aço?</p><p>→ Flambagem lateral: É quando a viga perde seu equilíbrio no plano principal de f lexão (em geral vertical) e</p><p>passa a apresentar deslocamentos laterais e rotações de torção. Para evitar a f lambagem de uma viga “”, cuja</p><p>rigidez à torção é muito pequena, é preciso prover contenção lateral à viga.</p><p>− A resistência ao esforço cortante de uma viga pode ser reduzida pela ocorrência de f lambagem da chapa de</p><p>alma sujeita às tensões cisalhantes, assim os tipos de seções transversais mais adequados para o trabalho à</p><p>f lexão são aqueles com maior inércia no plano da f lexão, isto é, com as áreas mais afastadas do eixo neutro;</p><p>portanto, o ideal é concentrar as áreas em duas chapas, uma superior e uma inferior, ligando -as por uma chapa</p><p>f ina, assim as vigas em forma de I são as mais funcionais, entretanto, seu emprego deve obedecer às limitações</p><p>de f lambagem, as vigas com muita área próxima ao eixo neutro, como, por exemplo, peças maciças de seção</p><p>quadrada ou circular, trabalham com menor ef iciência na f lexão, isto é, para o mesmo peso de viga, têm menor</p><p>capacidade de carga.</p><p>R: A flambagem lateral é quando a viga perde seu equilíbrio no plano principal de flexão (em geral vertical) e</p><p>passa a apresentar deslocamentos laterais e rotações de torção.</p><p>3. Em termos geométricos, quais seções transversais são mais indicadas para serem utilizadas em vigas e por</p><p>qual motivo?</p><p>• Tipos construtivos usuais:</p><p>→ Para obras de grandes vãos, como pontes, usam-se vigas de alma cheia fabricadas em forma de I ou de caixão,</p><p>assim no f inal do século XIX e até a metade do século XX, as vigas fabricadas eram rebitadas, fazendo-se a</p><p>ligação da alma com as mesas através de cantoneiras, já com o desenvolvimento da solda, as vigas rebitadas</p><p>tornaram-se antieconômicas, caindo em desuso;</p><p>→ As vigas fabricadas, soldadas e de grandes dimensões possuem as mesas formadas por chapas grossas,</p><p>podendo ter largura variável, a sua alma é formada por uma chapa f ina, em geral com enrijecedores, para</p><p>evitar f lambagem, então tanto as chapas das mesas quanto a da alma são emendadas, em of icina, com solda</p><p>de entalhe, na posição de topo.</p><p>R: As vigas em forma de I são as mais funcionais, por ter as áreas mais afastadas do eixo neutro, pois os tipos</p><p>de seções transversais mais adequados para o trabalho à flexão são aqueles com maior inércia no plano da</p><p>flexão.</p><p>4. Como prover contenção lateral em vigas de aço?</p><p>− Pode-se evitar o fenômeno da f lambagem através de contenções.</p><p>→ Para a f lambagem lateral: Pode-se realizar a contenção lateral do perf il, de modo que haja o impedimento de</p><p>giros e translações laterais, a contenção pode ser do tipo contínua ou discreta, assim contenção lateral discreta</p><p>deve ser realizada ao longo da viga a ser contida por intermédio de, por exemplo, outras vigas, espaçadas</p><p>regularmente de um espaçamento, Lb, sendo este não maior que 50 vezes o raio de giração da viga em</p><p>questão, em relação ao seu eixo de menor inércia;</p><p>→ Para se evitar a f lambagem local: Deve-se trabalhar com perf is que tenham almas e mesas robustas o</p><p>suf iciente para que este fenômeno não ocorra, ou seja, as seguintes condições devem ser obedecidas:</p><p>→ Vigas de Alma Senoidal: Economia de material de 10% a 30% se comparado aos perf is soldados de alma</p><p>plana.</p><p>R: Com enrijecedores, podendo ser contenção contínua ou discreta.</p><p>5. O que é o módulo elástico de uma seção transversal de aço?</p><p>R: O módulo elástico de uma seção transversal de aço é a propriedade do material que mede sua rigidez.</p><p>6. O que é módulo plástico de uma seção transversal de aço?</p><p>R: O módulo plástico de uma seção transversal de aço é uma medida da capacidade da seção de resistir a</p><p>momentos fletores na condição plástica total, ou seja, quando a seção inteira alcança o escoamento.</p><p>7. Explique o comportamento mecânico apresentado por uma viga de aço submetida a flexão desde uma carga</p><p>igual a zero até uma carga que resulte na formação de uma rótula plástica (observe o gráfico momento X</p><p>curvatura e descreva cada um dos três trechos da curva).</p><p>R: Quanto maior a flexão, maior o momento. Assim, enquanto máxima tensão normal é menor do que tensão</p><p>de escoamento do aço, há uma linearidade no diagrama; quando o valor supera o escoamento do aço não há</p><p>linearidade no diagrama momento, o momento fletor interno atuante é maior do que o momento fletor de início</p><p>de plastificação, assim as tensões normais tendem a se tornar uniformes na seção transversal conforme o</p><p>momento fletor interno atuante se aproxima do momento de plastificação total da seção; e quando o momento</p><p>é igual ao momento de plastificação total, a seção transforma-se em uma rótula plástica.</p><p>8. Por qual motivo as seções transversais de vigas de aço são classificadas conforme sua esbeltez?</p><p>R: As seções transversais de vigas de aço são classificadas conforme sua esbeltez para prever e evitar modos</p><p>de falha como flambagem local e distorcional. Seções esbeltas são mais suscetíveis à flambagem local antes</p><p>de atingir a resistência total da seção, enquanto seções menos esbeltas tendem a ter um desempenho melhor</p><p>sob cargas elevadas, suportando maiores tensões antes de falhar. A classificação em categorias como</p><p>compactas, semi-compactas e esbeltas ajuda a definir os limites de aplicação das teorias de cálculo,</p><p>garantindo segurança e economia no dimensionamento de estruturas de aço.</p><p>9. Duas seções transversais de vigas de aço, viga A e viga B, possuem as mesmas propriedades mecânicas e</p><p>dimensões de seção transversal. Ambas as vigas possuem contenção lateral que evita a flambagem lateral. A</p><p>única diferença entre ambas é que uma seção transversal da viga A apresenta espessura da alma igual a 3mm</p><p>e da viga B igual a 5mm. Qual delas é mais suscetível ao fenômeno da flambagem local da alma e porquê?</p><p>R: A viga A é mais suscetível ao fenômeno da flambagem local da alma em comparação com a viga B, pois a</p><p>resistência à flambagem local é inversamente proporcional à esbeltez da alma.</p><p>Tópico 20</p><p>Madeira - Introdução as estruturas em madeira</p><p>• Introdução</p><p>− A madeira é, provavelmente, o material de construção mais antigo, dada a sua disponibilidade na natureza e</p><p>sua relativa</p><p>facilidade de manuseio, comparada a outros materiais de construção convencionais utilizados</p><p>atualmente, a madeira apresenta uma excelente relação res istência/peso, possui ainda outras características</p><p>favoráveis ao uso em construção, tais como facilidade de fabricação de diversos produtos industrializados e</p><p>bom isolamento térmico; por outro lado, a madeira está sujeita à degradação biológica por ataque de fungos,</p><p>brocas etc. e também à ação do fogo. além disso, por ser um material natural apresenta inúmeros defeitos,</p><p>como nós e fendas que interferem em suas propriedades mecânicas, entretanto, estes aspectos desfavoráveis</p><p>são facilmente superados com o uso de produtos industriais de madeira convenientemente tratados, em</p><p>sistemas estruturais adequados, resultando em estruturas duráveis e com características estéticas agradáveis.</p><p>1. Quais são as vantagens e as desvantagens da utilização da madeira como material estrutural?</p><p>R: Vantagens: resistência a tração e compressão, boa durabilidade com tratamento adequado, isolamento</p><p>térmico e isolamento acústico, resistência a choques elétricos, material leve, esteticamente agradável conforto</p><p>tátil, velocidade na construção quando utilizados elementos pré-moldados e produção ambientalmente menos</p><p>agressiva; desvantagens: se não tratada inflamável e suscetível ataques por agentes biológicos, apresenta</p><p>considerável variação volumétrica com a variação umidade, necessidade de manutenção periódica e</p><p>dificuldade de encontrar mão de obra qualificada.</p><p>• Classificação das madeiras</p><p>− As madeiras utilizadas em construção são obtidas de troncos de árvores. Distinguem-se duas categorias</p><p>principais de madeiras, diferenciadas pela estrutura celular dos troncos e não propriamente pela resistência.</p><p>Algumas árvores de madeira dura são até menos resistentes que árvores de madeira macia.</p><p>→ Madeiras duras: Provenientes de árvores frondosas (dicotiledôneas, da classe Angiosperma, com folhas</p><p>achatadas e largas), de crescimento lento, como peroba, ipê, aroeira, carvalho etc, as madeiras duras de</p><p>melhor qualidade são também chamadas madeiras de lei;</p><p>→ Madeiras macias: Provenientes em geral das árvores coníferas (da classe Gimnosperma, com folhas em</p><p>forma de agulhas ou escamas, e sementes agrupadas em forma de cones), de crescimento rápido, como</p><p>pinheiro-do-paraná e pinheiro-bravo, ou pinheirinho, pinheiros europeus, norte-americanos etc.</p><p>2. O que são anéis anuais de crescimento de uma árvore?</p><p>• Estrutura e crescimento da madeira</p><p>− Crescimento e macroestrutura da madeira:</p><p>→ Com o decorrer dos anos ocorre a formação de camadas externas e sucessivas (anéis ou camadas de</p><p>crescimento) que vão se sobrepondo ao redor das camadas mais antigas , em algumas espécies,</p><p>principalmente em coníferas, os anéis de crescimento aparecem de forma nítida no plano transversal do tronco,</p><p>assim cada anel de crescimento contém uma porção de madeira clara, denominada lenho inicial, e uma porção</p><p>de madeira mais escura, chamada lenho tardio, o lenho inicial consiste na madeira formada no período de</p><p>primavera-verão e, ref letindo um crescimento rápido da árvore, tem geralmente maior espessura da camada e</p><p>f ibras com paredes mais f inas, já o lenho tardio é formado em uma fase de crescimento lento (outono -inverno),</p><p>com f ibras de paredes espessas e camadas mais estreitas.</p><p>→ Ao contrário das madeiras de coníferas, na maioria das madeiras de folhosas é dif ícil a distinção visual dos</p><p>anéis de crescimento, as árvores produtoras de madeira de construção são do tipo exogênico, que crescem</p><p>pela adição de camadas externas, sob a casca (existem, em contraposição, as árvores do tipo endógeno).</p><p>→ A seção transversal de um tronco de árvore revela as seguintes camadas, de fora para dentro:</p><p>→ Casca: Proteção externa da árvore, formada por uma camada externa morta, de espessura variável com a</p><p>idade e as espécies, e uma f ina camada interna, de tecido vivo e macio, que conduz o alimento preparado nas</p><p>folhas para as partes em crescimento;</p><p>→ Alburno ou branco: Camada formada por células vivas que conduzem a seiva das raízes para as folhas; tem</p><p>espessura variável conforme a espécie, geralmente de 3 a 5 cm;</p><p>→ Cerne ou durâmen: Com o crescimento, as células vivas do alburno tornam-se inativas e constituem o cerne,</p><p>de coloração mais escura, passando a ter apenas função de sustentar o tronco;</p><p>→ Medula: Tecido macio, em torno do qual se verif ica o primeiro crescimento da madeira, nos ramos novos.</p><p>→ As madeiras de construção devem ser tiradas de preferência do cerne, mais durável. A madeira do alburno é</p><p>mais higroscópica (maior capacidade de absorver água) que a do cerne, sendo mais sensível do que esta</p><p>última à decomposição por fungos, por outro lado, a madeira do alburno aceita melhor a penetração de agentes</p><p>protetores, como alcatrão e certos sais minerais. Não existe, entretanto, uma relação consistente entre as</p><p>resistências dessas duas partes do tronco nas diversas espécies vegetais. Os troncos das árvores crescem</p><p>pela adição de anéis em volta da medula; os anéis são gerados por divisão de células em uma camada</p><p>microscópica situada sob a casca, denominada câmbio, ou liber, que também produzcélulas da casca. Nos</p><p>climas f rios e temperados, o crescimento do tronco depende da estação. Na primavera e no início do verão, o</p><p>crescimento da árvore é intenso, formando-se no tronco células grandes de paredes f inas. No f inal do verão e</p><p>no outono, o crescimento da árvore diminui, formando-se células pequenas, de paredes grossas. Como</p><p>consequência, o crescimento do tronco se faz em anéis anuais, formados por duas camadas: uma clara, de</p><p>tecido brando, correspondente à primavera; outra escura, de tecido mais resistente, correspondente ao f inal</p><p>do verão e outono. Contando-se os anéis, pode-se saber a idade da árvore. Nos climas equatoriais, os anéis</p><p>nem sempre são perceptíveis.</p><p>R: As madeiras crescem de maneira vertical e transversal, com o decorrer dos anos ocorre a formação de</p><p>camadas externas e sucessivas, que são os anéis anuais de crescimento.</p><p>3. Quais são as principais diferenças entre a microestrutura das madeiras duras (dicotiledôneas) e das</p><p>madeiras macias (coníferas)? Em termos de resistência, em que partes da seção transversal encontra-se a</p><p>madeira com mais resistência nas madeiras duras (dicotiledôneas) e nas madeiras macias (coníferas)?</p><p>− Microestrutura da madeira:</p><p>→ As células da madeira, denominadas f ibras, são como tubos de paredes f inas alinhados na direção axial do</p><p>tronco e colados entre si, com as f ibras longitudinais possuem diâmetro variando entre 10 e 80 micra e</p><p>comprimento de 1 a 8 mm e a espessura das paredes da célula varia de 2 a 7 micra;</p><p>→ Nas madeiras macias (coníferas) cerca de 90% do volume é composto de f ibras longitudinais, que são o</p><p>elemento portante da árvore, além disso, elas têm a função de conduzir a seiva por tensão superf icial e</p><p>capilaridade através dos canais formados pelas cadeias de células , já as f ibras das árvores coníferas</p><p>extremidades perfurações permeáveis laterais têm e que permitem a passagem de líquidos, como mostra a</p><p>f igura ao lado, além disso algumas coníferas apresentam ainda canais longitudinais, ovalizados, onde são</p><p>armazenadas resinas;</p><p>→ Nas árvores f rondosas, as células longitudinais são fechadas nas extremidades , então a seiva circula em outras</p><p>células de grande diâmetro, com extremidades abertas, justapostas, denominadas vasos ou canais , já as f ibras</p><p>têm apenas a função de elemento portante, com excelente relação resistência/peso da madeira pode ser</p><p>explicada pela ef iciência estrutural das células f ibrosas ocas, com seção arredondada ou retangular;</p><p>→ As f ibras longitudinais distribuem-se em anéis, correspondentes aos ciclos anuais de crescimento , além das</p><p>f ibras longitudinais, as árvores têm em sua composição o parênquima, tecido pouco resistente, formado</p><p>da estrutura, sendo necessário fazer os cálculos</p><p>de esforços.</p><p>5. Qual a diferença entre um elemento 3D, 2D e 1D?</p><p>• Elementos Estruturais: As estruturas devem ser entendidas como disposições racionais e adequadas de</p><p>diversos elementos estruturais. Classif icam-se como elementos estruturais os corpos deformáveis com</p><p>capacidade de receber e transmitir solicitações mecânicas em geral. Em função d e suas dimensões, esses</p><p>elementos podem ser divididos nas seguintes categorias:</p><p>→ Tridimensionais, 3D ou Bloco: São elementos estruturais comumente utilizados em fundações de edif icações</p><p>como sapatas e blocos de fundação. Eles possuem as três dimensões de sua geometria com mesma ordem</p><p>de grandeza e estados de tensão essencialmente tridimensionais (𝑎~𝑏~𝑐 ).</p><p>→ Bidimensionais, 2D, Chapa, Placa ou Casca: As estruturas bidimensionais, de superf ície ou laminares, f icam</p><p>def inidas quando se conhecem a sua superf ície média e a lei de variação de sua espessura. Essas estruturas</p><p>possuem duas de suas dimensões muito maiores que a terceira, a espessura. (𝑒 ≪ 𝑎;  𝑒 ≪ 𝑏 )</p><p>→ Cascas: Placas onde atuam também esforços de tração ou de compressão paralelos ao seu plano médio são</p><p>denominados cascas. As cascas podem apresentar geometrias curvas e irregulares como em coberturas de</p><p>quiosques e domos de igrejas. Essas duas estruturas são modeladas matematicamente e estudadas na teoria</p><p>de placas e cascas, a qual resulta de uma particularização adequada da teoria da elasticidade.</p><p>→ Placas: São estruturas planas sujeitas a carregamentos perpendiculares ao seu plano médio. As placas são</p><p>solicitadas por esforço cortante, momentos f letores e momentos volventes. As lajes de edif ícios são exemplos</p><p>comuns de estruturas de placas.</p><p>→ Chapas: São estruturas planas que suportam carregamentos orientados apenas ao longo das direções</p><p>paralelas de seu plano médio. As chapas são muito utilizadas na representação de problemas enquadrados</p><p>como estado plano de tensão e estado plano de deformação. As paredes e muros de contenção são exemplos</p><p>clássicos de estruturas de chapa.</p><p>→ Unidimensionais, 1D, Barra simples, Barra geral ou Arcos: Os elementos estruturais unidimensionais,</p><p>correntemente denominados barras, são caracterizados por possuírem duas de suas dimensões muito</p><p>menores que a terceira. Nesses elementos estruturais, as dimensões de sua seção transversal (a e b) são</p><p>muito menores se comparadas a seu comprimento (L) As estruturas formadas por uma ou mais barras são</p><p>denominadas estruturas lineares. Tais elementos estruturais possuem grande importância no estudo de corpos</p><p>deformáveis, apresentando larga aplicação na análise de estruturas de edif ícios, manufaturas, pontes,</p><p>máquinas e equipamentos, entre outros. Essas estruturas são analisadas segundo hipóteses estabelecidas na</p><p>mecânica dos corpos deformáveis e na estática das est ruturas, observando-se, naturalmente, os aspectos</p><p>peculiares de cada uma. (𝐿 ≪ 𝑎;  𝐿 ≪ 𝑏 )</p><p>▫ Eixo de uma Barra: linha que passa no centro da barra;</p><p>▫ Seção Transversal de uma Barra: um corte de um plano passando pela barra;</p><p>▫ Barra Reta e Barra Curva;</p><p>▫ Barra Prismática: é uma barra reta de seção transversal constante.</p><p>▪ Sendo classif icadas em:</p><p>▫ Vigas</p><p>▫ Treliças</p><p>▫ Pilares</p><p>▫ Pórticos</p><p>▫ Arcos</p><p>▫ Grelhas</p><p>R: Os elementos 3D possuem as 3 dimensões muito semelhantes, enquanto os 2D possuem uma dimensão</p><p>(expessura) muito menor que as outras e o 1D possuem uma dimensão (comprimento) muito maior que as</p><p>outras.</p><p>6. Que tipo de elemento estrutural são as lajes?</p><p>R: As lajes são elementos estruturais bidimensionais, as chamadas placas.</p><p>7. Que tipo de elemento estrutural são os blocos de fundação?</p><p>R: São elementos 3D.</p><p>8. O que é uma barra prismática?</p><p>R: É uma barra reta que possui seção transversal constante.</p><p>9. Apresente três exemplos de analogia entre estruturas da natureza e estruturas feitas pela humanidade,</p><p>diferentes daquelas apresentadas pelo professor na aula (dica: consultar: REBELLO, Yopanan Conrado</p><p>Pereira. A concepção estrutural e a arquitetura. 3. ed. São Paulo, SP: Zigurate, 2003. 271 p.).</p><p>10. Por que na área de junção entre uma viga em balanço e um pilar (ambos em concreto armado) existe</p><p>uma maior quantidade de armaduras?</p><p>R: Uma viga em balanço tem o aumento de sua resistência devido ao aumento da quantidade da</p><p>armação junto à coluna.</p><p>Tópico 3</p><p>Projeto Estrutural - Estudo dos carregamentos</p><p>1. Quanto a sua geometria, como são classificados os carregamentos atuantes em estruturas? Dê</p><p>exemplos.</p><p>• Solicitações Externas: também chamadas de ações externas, cargas externas ou esforços externos. As</p><p>principais solicitações externas em estruturas são as forças e/ou momentos de força que outros corpos</p><p>aplicam sob estas. As solicitações externas são classif icadas normalmente quanto a sua distribuição</p><p>geométrica:</p><p>− Carregamentos concentrados (ou pontuais);</p><p>− Carregamentos distribuídos (em linha, área e volume);</p><p>− Existem também solicitações externas que não envolvem força ou momento de força, como deslocamentos</p><p>diferenciais (recalques no caso das fundações) e variações de temperatura. Tais solicitações não serão</p><p>estudadas neste curso.</p><p>→ Carregamentos Concentrados: também chamados de cargas concentradas ou pontuais agem em um</p><p>ponto inf initesimal. Esse conceito é uma abstração mental, uma vez que, na prática, não existe um</p><p>carregamento concentrado aplicado a um corpo, uma vez que todo carregamento externo aplicado</p><p>mecanicamente a um corpo é distribuído ao longo de uma área f inita de contato, por menor que seja esta.</p><p>Por exemplo, o elevador e o pilar.</p><p>→ Distribuídos em Linha: distribuídos ao longo de uma linha (reta, parábola, outro), sendo expressos em</p><p>unidade de força por unidade de comprimento (também expressos em unidade de momento de força por</p><p>unidade de comprimento). Por exemplo, a viga baldrame</p><p>→ Distribuídos em Área: são carregamentos considerados como sendo aplicados sobre superf ícies, em geral,</p><p>planas. São expressos em unidade de força por unidade de área. Por exemplo, as barragens de hidrelétricas.</p><p>R: São classificados em “concentrados”, uma força pontual como um pilar, em “ distribuídos em linha”,</p><p>uma força linear no comprimento como uma viga baldrame, e em “distribuídos em área”, uma força</p><p>aplicada a uma superfície/área como em barragens de hidrelétricas.</p><p>2. Quanto ao seu tempo de atuação, como são classificados os carregamentos atuantes em</p><p>estruturas? Dê exemplos.</p><p>• Cargas Permanentes: são aquelas que atuam constantemente por toda a vida útil da estrutura, ou em</p><p>grande parte dela, como por exemplo o peso próprio dos elementos estruturais, os revestimentos e os</p><p>materiais de enchimento</p><p>• Cargas Acidentais: são aquelas que podem ou não atuar na estrutura, podendo ser estáticas, como</p><p>a ação do vento, empuxos de terra ou água, sobrecargas, ou dinâmicas, como os impactos laterais, as</p><p>f renagens ou acelerações de veículos nas pontes e os efeitos dos tremores de terra. As cargas</p><p>acidentais podem ainda ser móveis, como cargas de veículos que transitam nas pontes rodoviárias e</p><p>ferroviárias.</p><p>R: São classificadas em cargas permanentes, que atuam constantemente na estrutura como os</p><p>revestimentos, e em acidentais, que podem ou não atuar na estrutura como o peso de pessoas.</p><p>3. No que consiste um ensaio laboratorial num túnel de vento para uma estrutura?</p><p>R: Consiste em determinar cargas de vento nas edificações, a resposta dinâmica da edificação para</p><p>efeitos de dimensionamento, além de possibilitar a análise das condições de conforto de ocupantes</p><p>devido à oscilação da estrutura.</p><p>4. Cite alguns tipos de incertezas que devem ser levados em consideração no dimensionamento</p><p>estrutural.</p><p>R: Peso de pessoas, do maquinário, a movimentação do solo devido ao transito de cargas e do vento</p><p>são alguns</p><p>por</p><p>grupos de células espalhadas na massa lenhosa e cuja função consiste em armazenar e distribuir matérias</p><p>alimentícias;</p><p>→ Nas árvores coníferas as células do parênquima são orientadas transversalmente do centro do tronco (medula)</p><p>para a periferia formando as f ibras radiais, denominadas raios medulares ;</p><p>→ Nas árvores f rondosas o parênquima se distribui transversal e longitudinalmente.</p><p>R: As madeiras duras e macias possuem diferentes diâmetros das fibras, raios medulares, comportamento</p><p>microestrutural. As resistências, nas dicotiledôneas se encontra na zona de transição entre cerne e alburno,</p><p>enquanto nas coníferas está na madeira tardia de verão.</p><p>• Estrutura molecular da madeira</p><p>− A madeira é constituída principalmente por substâncias orgânicas. Os principais elementos constituintes são o</p><p>oxigênio e o hidrogênio, com 44% e 6%;</p><p>− O composto orgânico predominante é a celulose, que constitui cerca de 50% da madeira, formando os</p><p>f ilamentos que reforçam as paredes das f ibras longitudinais. Outros dois componentes importantes são as</p><p>hemiceluloses (constituindo 20 a 25% da madeira) e a lignina (20 a 30%) que envolvem as macromoléculas de</p><p>celulose ligando-as (Wangaard, 1979). A lignina provê rigidez e resistência à compressão às paredes das</p><p>f ibras;</p><p>− A estrutura da madeira apresenta ainda pequenas quantidades (0,2 a 1%) de sais minerais, que constituem os</p><p>alimentos dos tecidos vivos, esses minerais produzem as cinzas quando a madeira é queimada, as espécies</p><p>vegetais apresentam ainda materiais, como resinas, óleos, ceras etc., que são depositados nas cavidades das</p><p>células, produzindo coloração e cheiro característicos da espécie.</p><p>• Material compósito: As paredes das células longitudinais da madeira (f ibras) podem ser descritas como um</p><p>material compósito: os f ilamentos compostos de celulose constituem o reforço das f ibras, e a matriz de</p><p>polímeros (hemiceluloses e lignina) tem a função de manter unidos os f ilamentos e prover rigidez à compressão</p><p>das f ibras (Wangaard, 1979).</p><p>4. Qual a característica anatômica da madeira que conduz a sua anisotropia?</p><p>• Propriedades físicas das madeiras</p><p>− Anisotropia da madeira: Devido à orientação das células, a madeira é um material anisotrópico, apresentando</p><p>três direções principais conforme mostram f iguras: longitudinal, radial e tangencial, assim a diferença de</p><p>propriedades entre as direções radial e tangencial raramente tem importância prática, bastando diferenciar as</p><p>propriedades na direção das f ibras principais (direção longitudinal) e na direção perpendicular às mesmas</p><p>f ibras.</p><p>− Umidade: A umidade da madeira tem grande importância sobre as suas propriedades, o seu grau de umidade</p><p>é o peso de água contido na madeira expresso como uma porcentagem do peso da madeira seca em estufa</p><p>Ps (até a estabilização do peso), sendo Pi o seu peso inicial:</p><p>→ A quantidade de água das madeiras verdes ou recém-cortadas varia muito com as espécies e com a estação</p><p>do ano, essa faixa de variação da umidade das madeiras verdes tem como limites aproximados 30% para as</p><p>madeiras mais resistentes e 130% para as madeiras mais macias , essa umidade está presente na madeira de</p><p>duas formas: água no interior da cavidade das células ocas (f ibras) e água absorvida nas paredes das f ibras;</p><p>→ Quando a madeira é posta a secar, evapora-se a água contida nas células ocas, atingindo-se o ponto de</p><p>saturação das f ibras, no qual as paredes das células ainda estão saturadas, porém a água no seu interior se</p><p>evaporou, este ponto corresponde ao grau de umidade de cerca de 30%, assim a madeira é denominada,</p><p>então, meio seca;</p><p>→ Continuando-se a secagem, a madeira atinge um ponto de equilíbrio com o ar, sendo, então, denominada seca</p><p>ao ar, esse grau de umidade desse ponto depende da umidade atmosférica, variando geralmente entre 10 e</p><p>20% para a umidade relativa do ar entre 60% e 90% e a 20°C de temperatura, em face do efeito da umidade</p><p>nas outras propriedades da madeira, é comum referirem-se estas propriedades a um grau de umidade-padrão,</p><p>no Brasil e nos Estados Unidos, adotam-se 12% como umidade-padrão de referência, assim devido à natureza</p><p>higroscópica (capacidade de absorver água) da madeira, o grau de umidade de uma peça em serviço varia</p><p>continuamente, podendo haver variações diárias ou de estação.</p><p>− Retração da madeira: As madeiras sofrem retração ou inchamento com a variação da umidade entre 0% e o</p><p>ponto de saturação das f ibras (30%), sendo a variação dimensional aproximadamente linear, esse fenômeno</p><p>é mais importante na direção tangencial; para redução da umidade de 30% até 0%, a retração tangencial varia</p><p>de 5% a 10%dadimensão verde, conforme as espécies, assim a retração na direção radial é cerca da metade</p><p>da direção tangencial, já na direção longitudinal, a retração é menos pronunciada, valendo apenas 0,1% a</p><p>0,3% da dimensão verde, para secagem de 30% a 0%, e a retração volumétrica é aproximadamente igual à</p><p>soma das três retrações lineares ortogonais.</p><p>− Dilatação linear: O coef iciente de dilatação linear das madeiras, na direção longitudinal, varia de 0,3×10−5 −5</p><p>a 0,45×10 −5 por °C, sendo, pois, da ordem de 1/3 do coef iciente de dilatação linear do aço, na direção</p><p>tangencial ou radial, o coef iciente de dilatação varia com o peso específ ico da madeira, sendo da ordem de</p><p>4,5×10 °C −1 para madeiras duras e 8,0×10 −5 °C −1 para madeiras macias, assim, vê-se, que o coef iciente</p><p>de dilatação linear na direção perpendicular às f ibras varia de 4 a 7 vezes o coef iciente de dilatação do aço.</p><p>− Deterioração da madeira: A madeira está sujeita à deterioração por diversas origens, dentre as quais se</p><p>destacam:</p><p>→ Ataque biológico: Fungos, cupins, moluscos e crustáceos marinhos são exemplos de agentes biológicos que</p><p>se instalam na madeira para se alimentar de seus produtos, assim a vulnerabilidade da madeira de construção</p><p>ao ataque biológico depende da camada do tronco de onde foi extraída a madeira (o alburno é mais sensível</p><p>à biodegradação do que o cerne), da espécie da madeira (algumas espécies são mais resistentes à</p><p>biodeterioração) e das condições ambientais, caracterizadas pelos ciclos de reumidif icação, pelo contato com</p><p>o solo, com água doce ou salgada.</p><p>→ Ação do fogo;</p><p>→ Por meio de tratamento químico pode-se aumentar a resistência da madeira aos ataques de agentes biológicos</p><p>e do fogo, que, em geral, consiste em impregnar a madeira com preservativos químicos (por exemplo creosoto)</p><p>e retardadores de fogo, assim a escolha da espécie de madeira, a aplicação de tratamento químico adequado</p><p>e a adoção de detalhes construtivos que favoreçam as condições ambientais resultam em estruturas de</p><p>madeira de grande durabilidade.</p><p>R: Devido à orientação das células</p><p>5. Quais são os principais defeitos que podem existir nas madeiras?</p><p>• Defeitos da madeira</p><p>− Nós: Imperfeição da madeira nos pontos dos troncos onde existiam galhos , gerando com que as f ibras</p><p>longitudinais sofrem desvio de direção, ocasionando redução resistência à tração , pois os galhos ainda vivos</p><p>na época do abate da árvore produzem nós f irmes, enquanto os galhos mortos originam nós soltos, assim os</p><p>nós soltos podem cair durante o corte com a serra, produzindo orif ícios na madeira, os nós, as f ibras</p><p>longitudinais sofrem desvio de direção, ocasionando redução resistência à tração ;</p><p>− Fendas: Extremidades nas aberturas das nas peças, produzidas pela secagem mais rápida da superf ície,</p><p>assim f icam situadas em longitudinais planos radiais, atravessando os anéis de crescimento e seu</p><p>aparecimento pode ser evitado mediante a secagem lenta e uniforme da madeira;</p><p>− Gretas ou ventas: Separação entre os anéis anuais, provocada por tensões internas devidas ao crescimento</p><p>lateral da árvore, ou por ações externas, como f lexão devida ao vento;</p><p>− Empenamento: Distorção da peça de madeira em relação aos planos originais das superf</p><p>ícies, que o corre</p><p>durante a secagem devido a suas propriedades de contração, por mal empilhamento com falta de restrição na</p><p>pilha ou pela própria propensão da madeira, mas é possível manter estas deformações dentro de certos limites,</p><p>são divididos em tipos de empenamento: abaulamento, arqueamento, torcimento (ou encurvamento complexo)</p><p>e encanoamento;</p><p>− Abaulamento: Encurvamento na direção da largura da peça, ou arqueamento, ou arqueadura ou</p><p>encurvamento na direção longitudinal, isto é, do comprimento da peça;</p><p>− Torcimento ou encurvamento complexo: Ocorre tanto no comprimento como na largura da peça, quano se</p><p>percebe um levantamento de uma das arestas em diferentes direções ;</p><p>− Encanoamento: Ocorre quando as arestas ou bordas longitudinais não se encontram no mesmo nível que a</p><p>zona central, sendo identif icado quando ao colocar a peça de madeira sobre uma superf ície plana, apoiará a</p><p>parte central da tábua f icando os bordos levantados, apresentando um aspecto curvo ;</p><p>− Fibras reversas: Fibras não paralelas ao eixo da peça, podendo ser provocadas por causas naturais ou por</p><p>serragem, as causas naturais devem-se à proximidade de nós ou ao crescimento das f ibras em forma de</p><p>espiral, assim a serragem da peça em plano inadequado pode produzir peças com f ibras inclinadas em relação</p><p>ao eixo, esse defeito reduz a resistência da madeira;</p><p>− Esmoada ou quina morta: Canto arredondado, formado pela curvatura natural do tronco , assim a quina morta</p><p>signif ica elevada proporção de madeira branca (alburno).</p><p>R: Os principais defeitos são: nós, fendas, gretas ou ventas, empenamento, abaulamento, torcimento ou</p><p>encurvamento complexo, fibras reversas, esmoada ou quina morta.</p><p>Tópico 21</p><p>Madeira – Produtos em Madeira</p><p>• Tipos de Madeira: As madeiras utilizadas nas construções podem classif icar-se em duas categorias:</p><p>− Madeiras maciças:</p><p>→ Madeira bruta ou roliça: É empregada em forma de tronco, servindo para estacas, escoramentos, postes,</p><p>colunas etc.;</p><p>→ Madeira falquejada: Tem as faces laterais aparadas a machado, formando seções maciças, quadradas ou</p><p>retangulares; é utilizada em estacas, cortinas cravadas, pontes etc.;</p><p>→ Madeira serrada: É o produto estrutural de madeira mais comum, seu tronco é cortado nas serrarias, em</p><p>dimensões padronizadas para o comércio, passando depois por um período de secagem, além dos defeitos</p><p>oriundos de sua fabricação, a madeira serrada apresenta limitações geométricas tanto em termos de</p><p>comprimento quanto de dimensões da seção transversal, assim para ampliar o uso da madeira em construção,</p><p>diversos produtos foram desenvolvidos na Europa e na América do Norte com o objetivo de produzir peças de</p><p>grandes dimensões e painéis, com melhores propriedades mecânicas que a madeira utilizada como base de</p><p>fabricação.</p><p>− Madeiras industrializadas:</p><p>→ Madeira compensada: Formada pela colagem de lâminas f inas, com as direções das f ibras alternadamente</p><p>ortogonais, sendo o produto mais antigo;</p><p>→ madeira laminada (ou microlaminada) e colada: É o produto estrutural de madeira mais importante nos</p><p>países da Europa e América do Norte, sendo madeira selecionada é cortada em lâminas, de 15 mm a 50 mm</p><p>de espessura, que são coladas sob pressão, formando grandes vigas, em geral de seção retangular ;</p><p>→ madeira recomposta: São produtos na forma de placas desenvolvidos a partir de resíduos de madeira em</p><p>f locos, lamelas ou partículas, foram desenvolvidos também alguns produtos fabricados à base de lâminas f inas</p><p>(1 a 5 mm) que são coladas e prensadas com as f ibras orientadas paralelamente para formar vigas ou painéis</p><p>largos e compridos.</p><p>1. Por que a madeira serrada deve passar por um período de secagem antes de ser utilizada em construções?</p><p>R: A madeira serrada deve passar por um período de secagem para reduzir a umidade, pois a secagem pode produzir</p><p>deformações transversais diferenciais nas peças serradas, dependendo da posição original da peça no tronco, assim</p><p>a madeira serrada deve ser utilizada já seca, evitando-se danos na estrutura oriundas da secagem.</p><p>2. Aponte as vantagens da madeira laminada colada sobre a madeira serrada em relação aos seguintes</p><p>aspectos: distribuição dos defeitos ao longo das peças, geometria das peças e defeitos oriundos de secagem.</p><p>R: As vantagens da madeira laminada colada são: permite a confecção de peças de grandes dimensões (as dimensões</p><p>comerciais de madeira serrada são limitadas), permite melhor controle de umidade das lâminas, reduzindo defeitos</p><p>provenientes de secagem irregular, permite a seleção da qualidade das lâminas situadas nas posições de maiores</p><p>tensões e permite a construção de peças de eixo curvo, muito convenientes para arcos, tribunas, cascas, entre outros.</p><p>3. Como é fabricada a madeira compensada?</p><p>R: É formada pela colagem de três ou mais lâminas, alternando -se as direções das f ibras em ângulo reto.</p><p>4. Qual a diferença entre a MLC (madeira laminada e colada) e o LVL (laminated veneer lumber)?</p><p>R: A diferença é a espessura das lâminas de madeira, que no LVL (madeira microlaminada e colada) é menor.</p><p>5. O que é OSB? Quais são suas aplicações?</p><p>R: O OSB (Oriented Strand Board) é um painel fabricado com f inas lascas de madeira coladas sob pressão e alta</p><p>temperatura, sendo que nas duas camadas superf iciais as lascas são alinhadas com a direção longitudinal dos painéis,</p><p>enquanto nas camadas internas são dispostas aleatoriamente ou na direção transversal, e são utilizados em painéis</p><p>diaf ragma, almas de vigas I compostas, revestimentos de piso e cobertura.</p><p>Tópico 22</p><p>Madeira – Sistemas Estruturais em Madeira</p><p>• Introdução: Sendo a madeira um material utilizado para construção há muitos séculos, uma grande variedade</p><p>de sistemas estruturais em madeira pode ser observada, os quais vêm evoluindo em função dos diversos</p><p>produtos industrializados, talvez o sistema estrutural mais t radicional seja o sistema treliçado utilizado em</p><p>coberturas tanto residenciais quanto industriais e em pontes, além dos pórticos de um andar para galpões e</p><p>pórticos de vários andares para edif icações, além de arcos e abóbadas são exemplos de sistemas estru turais</p><p>adotados para estruturas em madeira.</p><p>1. As treliças de cobertura normalmente estão dispostas em planos verticais paralelos e ligadas por meio de</p><p>“terças”, “contraventamentos verticais” e de “contraventamentos no plano do telhado”. Descreva as funções</p><p>estruturais destes 3 elementos de ligação das treliças.</p><p>• Treliças de Cobertura</p><p>− Também chamadas de tesouras, sustentam o telhamento e seu vigamento de apoio, no caso de telhas</p><p>cerâmicas, mais usadas em coberturas de edificações residenciais, o vigamento de apoio é composto</p><p>dos seguintes elementos, conforme ilustra a figura ao lado:</p><p>− Terças: Vigas vencendo o vão entre treliças e apoiando-se, em geral, em seus nós;</p><p>− Caibros: Apoiam-se nas terças e são espaçados de 40 a 60 cm;</p><p>− Ripas: Peças nas quais se apoiam as telhas cerâmicas e cujo espaçamento (da ordem de 35 cm) é função do</p><p>comprimento da telha.</p><p>−</p><p>R: As terças são vigas que vencem o vão entre treliças e apoiando-se, geralmente, em seus nós; os</p><p>contraventamentos verticais e contraventamentos no plano do telhado são utilizados para resistir às ações de</p><p>vento proveniente de qualquer direção horizontal e servem para apoiar lateralmente os elementos comprimidos</p><p>das treliças, reduzindo assim seus comprimentos de flambagem fora dos planos verticais das treliças.</p><p>2. Considere um sistema tradicional de pórticos paralelos ligados no plano do telhado pelas terças (ver figura</p><p>2.19 da aula). Destacam-se na figura os sistemas de contraventamento. Descreva as funções estruturais do</p><p>contraventamento no plano do telhado para as ações de vento nas direções longitudinal e transversal do</p><p>galpão.</p><p>R: O contraventamento no plano do telhado transfere as cargas</p><p>de vento na direção longitudinal do galpão</p><p>para os pilares, além de impedir a flambagem lateral dos pórticos, enquanto o contraventamento vertical</p><p>transfere estas cargas para as fundações e dá rigidez ao conjunto na direção longitudinal, assim ação das</p><p>cargas de vento transversais é absorvida pelos pórticos.</p><p>3. Quais são os principais requisitos para o bom desempenho de um sistema de fôrmas ou escoramento de</p><p>uma estrutura em concreto armado?</p><p>R: Os principais requisitos são a rigidez (para resistir às cargas de peso de concreto sem deformação</p><p>apreciável) e a estanqueidade (para evitar o vazamento de nata de cimento), além da facilidade de montagem</p><p>e desmontagem.</p><p>Tópico 23</p><p>Madeira – Propriedades mecânicas da madeira</p><p>1. Por que os resultados de resistência obtidos dos ensaios padronizados de amostras de madeira não podem</p><p>ser diretamente utilizados como tensões resistentes no projeto de peças estruturais?</p><p>R: Porque os resultados de resistência variam ainda com diversos fatores como teor de umidade, tempo de</p><p>duração da carga e ocorrência de defeitos.</p><p>2. O que é valor característico de resistência?</p><p>R: O valor característico de resistência é a resistência mínima esperada da madeira.</p><p>3. Como os defeitos afetam a resistência de peças estruturais de madeira?</p><p>R: Os defeitos diminuem a resistência da madeira.</p><p>4. Explique o fenômeno de fluência de um material e comente suas consequências em um projeto de viga sob</p><p>ação de carga permanente.</p><p>R: Fluência é a deformação lenta sob a ação de cargas de atuação demorada e em um projeto de viga sob ação</p><p>de carga permanente esse fenômeno pode gerar a ruptura da madeira.</p><p>5. Quais os métodos existentes para classificação estrutural de peças de madeira?</p><p>R: A metodologia de classificação das peças de madeira pode ser a classificação de inspeção visual ou a</p><p>classificação mecânica.</p><p>exemplos de incertezas.</p><p>• Centro de Massa, Centro de Gravidade e Centroide</p><p>5. Em um carregamento distribuído em linha, como calcular a magnitude da força total resultante?</p><p>R: 𝐹𝑅 = 𝐹 × 𝐿</p><p>6. Em um carregamento distribuído em linha, em que ponto fica localizado a atuação da força total</p><p>resultante?</p><p>R: No centro (L/2)</p><p>7. Segundo a NBR 6120/2019, qual é peso específico a ser considerado para "tijolos furados"?</p><p>Calcule o peso total de um muro feito de tijolos furados com dimensões de 10m x 3m x 0,12m.</p><p>R: O peso específico é de 13kN/m³</p><p>𝑃  =  𝛾 × 𝑉  =  (13 ×103) × (10× 3× 0,12) = 46,8𝑁</p><p>✓ EXEMPLOS</p><p>1. Determine o diagrama de carga linear que representa a ação de uma parede de tijolo maciço de</p><p>altura de 4m, comprimento de 6m e 25cm de largura sobre uma viga baldrame. O peso específico</p><p>da alvenaria de tijolo maciço é de 𝛾 = 1,6 tf/m³.</p><p>2. Para a viga de concreto armado abaixo indicada, calcule e represente graficamente o seu peso</p><p>próprio:</p><p>a. Como carga concentrada (ou pontual);</p><p>b. Como carga distribuída linearmente ao longo de seu eixo longitudinal;</p><p>c. Como carga distribuída em área considerando esse carregamento agindo em sua base (área azul -</p><p>claro).</p><p>Obs.: O peso do concreto armado é 𝛾𝐶𝐴= 25kN/m³.</p><p>3. Para a laje de concreto armado abaixo indicada, calcule e represente graficamente o seu peso</p><p>próprio:</p><p>a. Como carga concentrada (ou pontual);</p><p>b. Como carga linear no eixo de uma faixa de laje de largura constante;</p><p>c. Como carga sobre a superfície da laje.</p><p>Dado: peso específico do concreto armado 𝛾𝐶𝐴 = 25kN/m³; espessura da laje igual a 10 cm.</p><p>4. Calcule a viga da sala.</p><p>Tópico 4</p><p>Projeto Estrutural - Introdução ao estudo das estruturas</p><p>• Toda construção, para que possa cumprir suas f inalidades, deve possuir um conjunto de partes resistentes.</p><p>• A estrutura deve garantir a existência de uma certa segurança contra estados limites, nos quais a construção</p><p>deixa de cumprir as suas f inalidades.</p><p>• As peças devem ser adequadamente combinadas na formação do conjunto resistente.</p><p>• O projeto estrutural consiste na idealização de um arranjo estrutural, com o qual se pretende que todas as</p><p>partes da construção possam ter a sua resistência assegurada.</p><p>1. Quais simplificações os projetistas adotam para tornar mais simples a análise/projeto estrutural?</p><p>• Em virtude do caráter tridimensional das construções e, portanto, das estruturas a elas pertencentes, de modo</p><p>geral o projeto estrutural é impraticável sem a introdução de simplif icações. Essas simplificações são de caráter</p><p>mais ou menos arbitrário, mas com elas o problema real, usualmente de complexidade extrema, pode ser</p><p>reduzido a um conjunto de subproblemas, passíveis de solução adequada. As simplif icações introduzidas na</p><p>consideração da resistência das construções são de diversas naturezas, são elas:</p><p>• Def inição da estrutura: distinção entre parte resistente e não resistente, ou seja, estruturais e não estruturais;</p><p>• Decomposição da estrutura real e virtual;</p><p>• Adoção de modelos matemáticos representativos;</p><p>• Def inição do modelo de carregamentos.</p><p>R: As simplificações são de diversas naturezas, essas são: “definição de estrutura”, estruturais e não</p><p>estruturais, “decomposição da estrutura real e virtual”, edificada e no modelo, “adoção de modelos</p><p>matemáticos representativos”, cálculos no computador, e “definição do modelo de carregamento” , definir</p><p>os carregamentos.</p><p>2. O que é superestrutura? O que é infra-estrutura?</p><p>R: Superestrutura está acima da superficie e infra-estrutra está abaixo</p><p>• Estruturas formadas por uma ou mais barras são denominadas de estruturas lineares , ou estruturas reticuladas,</p><p>e são objeto da Estática das Construções. As estruturas lineares, dependendo do arranjo das barras, são</p><p>analisadas segundo hipóteses estabelecidas na Resistência dos Materiais e na Estática das Estruturas.</p><p>• As estruturas de concreto compostas por barras também são resolvidas pelos métodos usuais da Estática das</p><p>Construções, cujas hipóteses, porém, não são totalmente respeitadas pelo concreto armado ou pelo concreto</p><p>protendido. Assim, embora os esforços solicitantes das estruturas lineares de concreto sejam determinados</p><p>ignorando-se certos aspectos do comportamento particular desse material, o mesmo não acontece com o</p><p>estudo das tensões e deformações dessas estruturas. Em lugar da Resistência dos Materiais, surgem assim a</p><p>Teoria do Concreto Armado e a Teoria do Concreto Protendido, as quais podem ser unif icadas na Teoria do</p><p>Concreto Estrutural.</p><p>• Classificação de Elementos Estruturais</p><p>− Sistemas de estruturas de forma-ativa ou sistemas estruturais em estado de tração simples: são</p><p>estruturas que atuam principalmente através de sua forma material</p><p>− Sistemas estruturais de vetor-ativo ou sistemas estruturais com tração e compressão concorrentes :</p><p>são estruturas que atuam principalmente por meio de composição de elementos em compressão e tração</p><p>− Sistemas estruturais de massa-ativa ou sistemas estruturais em estado de flexão: são estrutura que</p><p>atuam principalmente por massa e continuidade material</p><p>− Sistemas estruturais de superfície-ativa ou sistemas estruturais em estado de tensão de membrana:</p><p>são estruturas que atuam principalmente por continuidade de superf ície sistemas estruturais verticais: são</p><p>estruturas que atuam principalmente por transmissão vertical de carga.</p><p>• Estrutura Hiperestática</p><p>− Redundância Estrutural</p><p>− Redistribuição de Cargas</p><p>3. O ginásio poliesportivo Avelino dos Reis (Guanandizão), localizado em Campo Grande (MS) conta</p><p>com uma cobertura composta por elementos de treliça espacial. Cite o nome de pelo menos outras</p><p>3 construções (no Brasil ou no mundo) que utilizam também treliças espaciais.</p><p>R: Ponte ferroviária formada por barras de treliça no cruzamento da R. Antônio Maria Coelho com Av.</p><p>Calógeras - Campo Grande (MS) e Cobertura da Feira Central de Campo Grande (MS)</p><p>4. Quais são os requisitos básicas para uma estrutura? O que significam esses requisitos?</p><p>• A estrutura com adequada resistência, mas grande f lexibilidade pode não cumprir o papel para a qual foi</p><p>projetada. De forma simples, pode-se dizer que uma estrutura deve, basicamente:</p><p>• Ser resistente: quer dizer que deve ser capaz de suportar as ações a que possa ser sujeita durante sua vida</p><p>útil. Ações: peso próprio da construção, peso resultante da sua utilização, ventos, sismos, ação da temperatura,</p><p>etc. Tudo isto, é claro, sem sofrer avarias e nem mesmo colapsar.</p><p>• Ter um bom desempenho signif ica que a estrutura deve cumprir exigências de um bom comportamento, durante</p><p>a sua utilização. Por exemplo: não sofrer grandes deslocamentos ou vibrações.</p><p>• As estruturas devem estar estabilizadas, na treliça utilizam de triângulos para isso.</p><p>R: A estrutura deve “ser resistente”, suportar os esforços durante a vida útil, e “ter um bom desempenho”,</p><p>atender bem os pré-requisitos estabelecidos.</p><p>5. Cite as ações externas que podem atuar nas estruturas.</p><p>R: Pode ser as forças provenientes dos pesos próprios dos elementos estruturais e construtivos, a ação</p><p>do vento, as variações de temperatura, a movimentação das fundações, a circulação de pessoas.</p><p>6. No que consiste um elemento estrutural de contraventamento?</p><p>R: São vigas que ligam dois pilares, como treliças, para evitar que tombe com os esforços do vento.</p><p>7. Numa edificação em concreto armado, as paredes de alvenaria são consideradas elementos</p><p>estruturais? Justifique.</p><p>R: Não, pois o sistema de concreto armado possui vigas e pilares, logo as paredes são apenas</p><p>elementos de vedação.</p><p>8. Cite duas soluções estruturais</p><p>que podem ser adotadas contra a ação de terremotos em estruturas.</p><p>• Estruturas e terremotos, algumas soluções:</p><p>− Reforçar a estrutura com paredes super-resistentes (shear-walls) (caso de prédios baixos, rígidos, como no</p><p>Chile por exemplo).</p><p>− Para edif ícios altos: uso de amortecedores em baixo da construção e montagem de uma estrutura f lexível,</p><p>instalação de um pêndulo em andares elevados para compensar as oscilações provocadas pelos tremores de</p><p>terra, suspensão do alicerce, etc.</p><p>R: Para prédios baixos, reforçar a estrutura com paredes super-resistentes, e para edifícios altos usar</p><p>amortecedores em baixo da construção e montar uma estrutura flexível.</p><p>9. Explique o que é o fenômeno de recalque que ocorre nas fundações.</p><p>• Recalque por adensamento</p><p>− O recalque é a principal causa de trincas ou rachaduras em edif icações, principalmente quando ocorre um</p><p>recalque diferencial (uma parte da obra rebaixa mais que a outra, gerando assim uma redistribuição interna</p><p>das solicitações, o que não é previsto em projeto). No projeto de fundações sobre solos compressíveis</p><p>(deformáveis) deve-se prever as deformações e sua evolução no tempo, a f im de avaliar a repercussão sobre</p><p>a estrutura e determinar o melhor tipo de fundação a ser adotada.</p><p>R: É um fenômeno de estricção do solo (compressão), acontecendo a explusão de água e ar do solo,</p><p>deformando o solo e, assim, o pilar vai afundando no solo.</p><p>10. Além de edificações na Cidade do México e na Orla de Santos, pesquise e apresente um outro local</p><p>onde esse problema ocorre nas edificações e dê uma breve explicação.</p><p>• Análise Estrutural</p><p>1. Para que o projeto estrutural se torne exequível, é preciso subdividir, de modo virtual, a estrutura de cada</p><p>uma das partes em que foi decomposta a construção.</p><p>2. Essa decomposição virtual deve ser reduzir a estrutura a um conjunto de elementos estruturais</p><p>suf icientemente simples para que cada um deles possa ser tratado globalmente, sem a necessidade de</p><p>subdivisões ulteriores.</p><p>3. Isso se consegue quando cada um dos elementos estruturais considerados pode ser assimilado a um dos</p><p>modelos estruturais esquemáticos estudados pela Teoria das Estruturas.</p><p>4. Esses modelos correspondem, portanto, a estruturas relativamente simples, cujo cálculo é possível graças</p><p>aos conhecimentos do projetista e dos recursos disponíveis para seu cálculo.</p><p>5. Porém, as simplif icações adotadas não podem ignorar o comportamento real da estrutura como um todo. A</p><p>adequação dos modelos estruturais adotados na etapa de análise da estrutura deve ser comprovada ao se</p><p>realizar a síntese estrutural, etapa indispensável do projeto, mesmo que seja feita de forma simplista. Fusco,</p><p>1976.</p><p>11. O que é rigidez de um elemento estrutural?</p><p>R: Elementos que se deformam menos e absorvem mais carga.</p><p>12. O que é flexibilidade de um elemento estrutural?</p><p>R: Elementos que se deformam mais e absorvem menos carga.</p><p>13. O que significa rigidez relativa entre dois elementos estruturais? Qual é a importância da rigidez</p><p>relativa entre elementos estruturais na análise estrutural?</p><p>R: Rigidez relativa é quando não podemos considerar uma viga com a mesma rigidez num todo, uma</p><p>parte é mais rígida, por seus apoios não podemos considerar que ocorre a mesma deformação.</p><p>Assim, é importante para considerar as articulações das estruturas.</p><p>• O objetivo do projeto estrutural, simplif icadamente, é garantir a segurança estrutural contra o colapso e</p><p>garantir o bom desempenho estrutural contra a ocorrência de grandes deformações e vibrações.</p><p>Tópico 5</p><p>Projeto Estrutural - Ações e segurança em estruturas</p><p>• Classificação de incertezas:</p><p>1. O que é incerteza intrínseca? Cite alguns exemplos.</p><p>− Incerteza intrínseca: é aquela que faz parte da natureza dos processos envolvidos, e, portanto, é irredutível,</p><p>não pode ser eliminada. Tipos:</p><p>→ Incerteza física: corresponde à aleatoriedade natural dos fenômenos f ísicos, químicos, biológicos,</p><p>atmosféricos que nos rodeiam, e que afetam o comportamento de sistemas de engenharia. Exemplos de</p><p>processos com incerteza f ísica: f lutuação temporal de carregamentos ambientais como vento, ondas, neve,</p><p>chuva; ocorrência e intensidade de fenômenos ambientais como tempestades, tornados, ciclones, secas,</p><p>furacões; cargas induzidas por terremotos; variação na resistência de materiais estruturais (dentro de um</p><p>mesmo lote, entre lotes, entre diferentes fabricantes, etc.);</p><p>→ Incerteza de previsão: Este tipo de incerteza se refere à previsão de condições futuras de um processo ou</p><p>sistema. Muitas vezes, a informação disponível sobre um determinado processo é limitada a um curto período,</p><p>mas deve ser extrapolada para o período de vida útil da estrutura. Extremos de fenômenos ambientais são</p><p>exemplos típicos. Durante as fases de projeto e de construção de uma obra, existem grandes incertezas em</p><p>relação à resistência dos materiais estruturais e em relação aos carregamentos que realmente atuarão na</p><p>estrutura quando em operação. Obviamente, à medida que estas informações vão sendo coletadas, este tipo</p><p>de incerteza pode ser reduzido ou até eliminado. No entanto, os projetos estruturais são feitos anteriormente,</p><p>e, portanto, devem levar em conta a existência destas incertezas.</p><p>R: É aquela que não pode ser removida, pois faz parte da natureza dos processos, podendo ser “incerteza</p><p>física”, como as mudanças de tempo, ou “incerteza de previsão”, como os materiais irão se comportar.</p><p>2. O que é incerteza epistêmica? Cite alguns exemplos.</p><p>- Incerteza epistêmica: está relacionada ao nosso conhecimento sobre o problema. Em tese, a incerteza</p><p>epistêmica pode ser reduzida ou eliminada através da coleta de mais dados sobre os processos envolvidos ou</p><p>através de melhor conhecimento do problema. Tipos:</p><p>→ Incerteza estatística: determinação com base em amostras da curva de distribuição de probabilidades de uma</p><p>variável aleatória ou de seus parâmetros e momentos está sujeita à chamada incerteza estatística. Quando a</p><p>média, por exemplo, de uma variável é determinados a partir de uma amostra, a variância do resultado</p><p>corresponde a uma incerteza estatística nesta média.</p><p>→ Incerteza de decisão: está relacionada com a def inição sobre se determinado evento ocorreu ou não. Os</p><p>estados limites de serviço, por exemplo, não possuem uma f ronteira bem def inida. No entanto, o uso de</p><p>equações de estado limite requer a def inição de uma f ronteira clara entre os estados de falha e não falha.</p><p>→ Incerteza de modelo: tem sua origem na representação do comportamento estrutural através de modelos</p><p>simplif icados. Quando determinamos a resistência de um elemento de concreto armado em função das</p><p>resistências do aço, do concreto, e das dimensões do elemento, introduzimos um erro de modelo. A incerteza</p><p>de modelo pode ser representada através de uma variável aleatória, e sua distribuição de probabilidades pode</p><p>ser determinada, por exemplo, realizando comparações entre ensaios experimentais e a resistência</p><p>determinada via modelo.</p><p>→ Incerteza fenomenológica: se refere a fenômenos inimagináveis para o projetista de uma estrutura, mas que</p><p>vem a afetar a segurança desta ou levar à condição de falha. Em especial, a incerteza fenomenológica pode</p><p>aparecer em projetos inovadores, para os quais novos e inimagináveis modos de falha podem existir.</p><p>R: É aquela que pode ser evitada a partir da coleta de dados/do conhecimento, podendo ser “incerteza</p><p>estatística” (determinação com base em amostras, como a amostra de concreto tirada em obra), “incerteza</p><p>de decisão” (se um evento ocorreu ou não, como os estados limites de serviço), “incerteza de modelo”</p><p>(representação através de problemas simplificados, como a separação da resistência do concreto armado</p><p>em aço e concreto) e “incerteza fenomenológica” (fenômenos inimagináveis para o projetista, como o 7/11).</p><p>− Erro humano:</p><p>É conhecido que grande parte das falhas de sistemas de engenharia é provocada por erros</p><p>humanos. Isto é verdade também para estruturas. A ação direta do homem que afeta de maneira indesejável</p><p>o desempenho ou a segurança de sistemas de engenharia é chamada de erro humano.</p><p>• Princípios Básico</p><p>− Segundo Leonhardt e Monnning (1977), o objetivo da segurança das construções é garantir:</p><p>a. Capacidade de carga e estabilidade suf icientes;</p><p>b. Boa capacidade de utilização em relação à f inalidade prevista;</p><p>c. Durabilidade suf iciente.</p><p>− A segurança é adequada, quando a construção resiste (com suf iciente margem do seu limite) às diversas ações</p><p>e solicitações, de acordo com os três objetivos acima descritos.</p><p>• Solicitações</p><p>− As construções são solicitadas por cargas (peso próprio e carga acidental) e por inf luências climáticas, tais</p><p>como sol, vento, chuva calor, f rio e geadas.</p><p>− Deve-se verif icar ações extraordinárias, consideradas, caso por caso, como terremotos, incêndios (ação do</p><p>fogo) e explosões.</p><p>− Estas ações em parte são conhecidas (determinadas) e facilmente calculáveis, como por exemplo, as cargas</p><p>devido ao peso próprio, parcialmente previsíveis dentro de certos limites, estabelecendo -se valores máximos</p><p>probabilísticos.</p><p>− Em alguns tipos de cargas de utilização surgem vibrações, como por exemplo, em máquinas ou veículos que</p><p>submetem a estrutura a solicitações dinâmicas. Em consequência, distinguem-se cargas em repouso e carga</p><p>cíclicas ou vibratórias.</p><p>3. O que se entende por período de vida útil de projeto de uma estrutura?</p><p>R: Período de vida útil pode ser entendido como o período de tempo durante o qual se mantêm as</p><p>características das estruturas, desde que sejam atendidos os requisitos de uso e manutenção, além de</p><p>serem feitos os reparos necessários decorrentes de danos acidentais.</p><p>4. No que consiste o "método das tensões admissíveis" para o projeto de estruturas?</p><p>− A máxima tensão atuante em um elemento estrutural não pode ultrapassar sua tensão de ruptura divido por</p><p>um coef iciente de segurança (único);</p><p>− Não leva em consideração diversos fatores primordiais, como:</p><p>→ Variabilidade da carga;</p><p>→ Duração do carregamento;</p><p>→ Variabilidade das características do material;</p><p>→ Probabilidade de simultânea ou não ação de diferentes ações;</p><p>− O método é "apenas" um limite inferior de segurança.</p><p>R: Consiste em considerar que a máxima tensão atuante tem que ser menor que a divisão da tensão de</p><p>ruptura pelo coeficiente de segurança, sendo “apenas” um limite inferior de segurança.</p><p>5. No que consiste o "método dos estados limites" para o projeto de estruturas?</p><p>− Método mais usual nos dias de hoje;</p><p>− Leva em consideração o estudo da variabilidade das cargas e das ações;</p><p>− É possível analisar situações especiais de carregamento com a ponderação diferenciada das cargas e/ou das</p><p>propriedades dos materiais. Subdividido em duas categorias:</p><p>→ E.L.U. - Estados Limites Últimos: está vinculado a exigências ou limites funcionais, ou seja, deformações</p><p>excessivas, f issuras, deslocamentos excessivos e vibrações excessivas, que, causem desconforto, afetem a</p><p>utilização normal do imóvel, comprometam sua estética, etc . O objetivo é garantir que, mesmo sob condições</p><p>extremas de carga ou eventos como grandes vibrações ou ventos fortes, a estrutura seja capaz de suportar</p><p>as demandas impostas sem entrar em colapso. Por exemplo, no projeto de uma ponte, o Estad o Limite Último</p><p>garantiria que a estrutura seja capaz de sustentar o peso máximo de veículos e pessoas que possam</p><p>atravessar a ponte ao mesmo tempo, sem colapsar.</p><p>→ E.L.S. - Estados Limites de Utilização ou Serviço: se refere ao limite máximo de carga ou deformação que</p><p>uma estrutura pode suportar sem sofrer um colapso ou falha estrutural. Neste estado, a estrutura atinge a sua</p><p>capacidade máxima de resistir a cargas e pode apresentar danos irreparáveis.</p><p>R: Consiste em analisar o projeto a partir do estudo da variabilidade das cargas e ações, analisando</p><p>situações especiais de carregamentos, sendo dividido em E.L.U e E.L.S e o mais usual nos dias atuais.</p><p>6. Qual a diferença entre estado limite último e estado limite de serviço?</p><p>R: O E.L.U serve para garantir a segurança estrutural, já o E.L.S é utilizado para proporcionar um</p><p>desempenho e conforto adequados ao longo da vida útil da estrutura. O objetivo é encontrar um</p><p>equilíbrio entre a segurança e a funcionalidade para garantir que a estrutura seja viável e atenda às</p><p>necessidades dos usuários.</p><p>7. Para quê servem os coeficientes parciais de segurança?</p><p>• Coeficientes de Ponderação das Resistências</p><p>- As incertezas relacionadas à resistência dos materiais e às ações atuantes estruturais são supridas de</p><p>forma indireta, por meio dos coef icientes parciais de segurança. Esses coef icientes, também chamados de</p><p>coef icientes de ponderação, quando bem def inidos, podem garantir uma segurança aceitável para a</p><p>estrutura, por outro lado, quando mal def inidos, podem levar as estruturas a um estado de risco, ou, causar</p><p>o superdimensionamento das mesmas.</p><p>- Coef iciente de segurança é a relação entre o limite de carga de trabalho especif icado e a carga de ruptura</p><p>mínima efetiva da cinta.</p><p>R: Coeficientes parciais de segurança leva em consideração o estudo da variabilidade das cargas e das</p><p>ações, analisando situações especiais de carregamento com a ponderação diferenciada das cargas e/ou</p><p>das propriedades dos materiais.</p><p>8. O que são combinações de ações atuantes em estruturas?</p><p>• Ações</p><p>- Ações permanentes (G): são aquelas que apresentam pequena variação durante praticamente toda a vida</p><p>da construção; Exemplos: peso próprio; paredes; pisos; equipamentos; empuxos de terra.</p><p>- Ações Variáveis (Q): ao contrário das ações permanentes as ações variáveis apresentam variação</p><p>signif icativa durante a vida da construção; Exemplos: cargas de uso = móveis, pessoas, veículos; f renagem,</p><p>impactos; vento, empuxos de água.</p><p>− Ações Excepcionais (E): são aquelas que apresentam duração extremamente curta e com baixa</p><p>probabilidade de ocorrência, durante a vida da construção. Exemplos: explosões; choques de veículos;</p><p>incêndios; abalos sísmicos.</p><p>• Combinações</p><p>− Combinação quase permanente: Combinação de ações que podem atuar sobre a estrutura durante mais</p><p>da metade do período de vida previsto para a mesma.</p><p>− Combinação frequente: Ações que se repetem em torno de pelo menos 5% do período de vida útil da</p><p>edif icação.</p><p>− Combinação rara: Combinações de ações que podem atuar no máximo algumas horas durante o período</p><p>de vida da estrutura.</p><p>R: Ações são solicitantes de força da estrutura a partir de cargas (peso próprio e carga acidental) e de</p><p>influências climáticas, tais como sol, vento, chuva calor, frio e geadas.</p><p>• Fatores de insegurança que podem ser cobertos com os coeficientes:</p><p>− Imprecisões inevitáveis ou ocorridas por engano nas hipóteses de carga, tanto no peso próprio como na</p><p>carga acidental, devido às quais as hipóteses consideradas no cálculo estrutural podem ser ultrapassadas;</p><p>− Compreensão imperfeita das tensões realmente atuantes, no cálculo estrutural e no dimensionamento e que</p><p>se baseiam em hipóteses idealizadas e simplif icadas;</p><p>− Desvio do sistema estrutural idealizado, sobretudo no caso do concreto armado, no que diz respeito aos</p><p>graus de engastamento recíproco dos elementos estruturais;</p><p>− Desvio no comportamento dos materiais de construção e da estrutura em relação aos diagramas tensão-</p><p>deformação admitidos;</p><p>− Limitação do cálculo a sistemas de estruturas planas e verif icação de tensões planas, e desprezo pela</p><p>inf luência das tensões tridimensionais sobre as resistências.</p><p>− Imprecisões de cálculo e pequeno erro de cálculo;</p><p>− Avaliação errônea das seções críticas para o dimensionamento;</p><p>− Hipóteses def icientes</p><p>ou considerações imperfeitas da excentricidade em casos de estabilidade (f lambagem,</p><p>f lambagem lateral);</p><p>Tópico 6</p><p>Concreto Armado - Introdução ao concreto armado</p><p>• História do Concreto</p><p>− Império Romano: Cimento pozolânico(de origem vulcânica);</p><p>− 1824 – Aspdin, Inglaterra: Cimento Portland (calcinação de uma parte de argila e três partes de</p><p>pedra calcárea, moída até obter um pó f ino);</p><p>− 1848 – Lambot, França: Constrói um barco com argamassa de cimento reforçada com ferro;</p><p>− 1861 – Monier, França: Vaso de f lores de concreto com armadura de arame e depois a primeira</p><p>ponte de concreto armado do mundo, ponte de Monier;</p><p>− 1902 - Mörsch, Alemanha: Teoria científ ica sobre o dimensionamento de peças de concreto armado,</p><p>esses conceitos desenvolvidos por Mörschsão válidos ainda hoje;</p><p>− 1906 – Primeira obra de Concreto Armado no Brasil, a Estação no Município de Mairinque (SP).</p><p>1. O que é o concreto? Do que ele é constituído?</p><p>− Concreto é um material de construção proveniente da mistura, em proporção adequada, de: aglomerantes,</p><p>agregados e água;</p><p>➢ Aglomerantes: Unem os f ragmentos de outros materiais, assim no concreto, em geral, se emprega cimento</p><p>Portland, que reage com a água e endurece com o tempo;</p><p>R: O concreto é uma mistura de aglomerantes, agregados e água, que em proporção adequada é utilizado</p><p>na construção civil.</p><p>2. Como são classificados os agregados quanto a suas dimensões características?</p><p>➢ Agregados: São partículas minerais que aumentam o volume da mistura, reduzindo seu custo, dependendo</p><p>das dimensões características, φ, dividem-se em dois grupos:</p><p>→ Agregados graúdos: φ ≥ 4,8mm, como, por exemplo, a brita;</p><p>→ Agregados miúdos: 0,075mm < φ < 4,8mm, como, por exemplo, as areias.</p><p>R: São classificados em Agregados Graúdos com dimensões: φ ≥ 4,8mm e Agredados Miúdos com</p><p>dimensões: 0,075mm < φ < 4,8mm.</p><p>3. Qual a diferença entre nata, pasta e argamassa?</p><p>− Pasta: Resulta das reações químicas do cimento com a água;</p><p>➢ Nata: Resultado do excesso de água no cimento;</p><p>− Argamassa: Provém da mistura de cimento, água e agregado miúdo, ou seja, pasta com agregado miúdo.</p><p>R: A Pasta é o que resulta da reação química do cimento com a água, enquanto a Nata é o resultado</p><p>dessa mistura com excesso d’água e a Argamassa é o resultado da mistura de cimento, água e agregado</p><p>miúdo (uma pasta com agregado miúdo).</p><p>4. Pesquise e escreva onde são utilizadas em uma obra a nata, a pasta e a argamassa.</p><p>R: A Nata pode ser utilizada para diminuição da carga estrutural, como piso (cimento queimado) e</p><p>diminuindo a porosidade do concreto, a Pasta pode ser utilizada para ensaios de controle de qualidade do</p><p>cimento, a Argamassa pode ser utilizada em revestimentos de paredes, contrapisos, assentamentos e</p><p>rejuntamentos.</p><p>5. Quais são as quatro características principais do concreto?</p><p>• As quatro principais característica do concreto são:</p><p>− Trabalhabilidade;</p><p>− Resistência: Fator a/c = água/cimento;</p><p>− Coesão;</p><p>− Durabilidade.</p><p>R: As quatro principais características do concreto são: trabalhabilidade, resistência, coesão e</p><p>durabilidade.</p><p>6. Escreva e explique os 3 diferentes estados do concreto.</p><p>• O concreto tem 3 diferentes estados:</p><p>− Fresco: antes do f inal da pega;</p><p>− Plástico: por sua f luidez, precisa de molde por um período até que adquira resistência suf iciente para ser</p><p>desformado;</p><p>− Endurecido: depois do f inal da pega.</p><p>R: No estado Fresco o concreto ainda está mole, enquanto no Plástico ele está no molde para adquirir</p><p>resistência e no Endurecido é depois da pega, duro.</p><p>7. Como o fator água/cimento (a/c) influencia a resistência do concreto? E a porosidade do concreto?</p><p>R: Quanto maior a quantidade de água, o Fator A/C, menor a resistência do Concreto, enquanto quanto</p><p>maior o Fator A/C maior a Porosidade.</p><p>• Propriedades do Concreto</p><p>− Peso Específ ico (γ):</p><p>→ Concreto Simples - γ = 2,40 tf /m³;</p><p>→ Concreto Armado - γ = 2,50 tf /m³;</p><p>→ Concreto Protendido: γ = 2,50 tf /m³.</p><p>8. Quais são as classes de resistência do concreto?</p><p>− Resistência a compressão: C15, C20, C25, C30, C35, C40, C45, C50, .......</p><p>R: A classe de resistência do concreto é uma especificação que indica a capacidade do concreto de</p><p>suportar cargas e pressões. As Classes são:</p><p>9. O que é o fck do concreto?</p><p>R: A sigla FCK refere-se à resistência característica do concreto à compressão, expressa em megapascals</p><p>(MPa).</p><p>10. Como é a classificação e quais são as diferenças com relação as condições de preparo do concreto?</p><p>• Controle de Resistência do Concreto</p><p>R: É classificado em Condição A, com Desvio-padrão de 4,0MPa, Condição B, com Desvio-padrão de</p><p>5,5MPa, e Condição C, com Desvio-padrão de 7,0MPa, e as diferenças com relação ao preparo são as</p><p>medidas de cimento, agregados e água de amassamento, que podem ser medidos em massa ou volume</p><p>com dispositivo dosador, podendo ser corrigida em função da umidade dos agregados.</p><p>11. O que é o fenômeno da retração do concreto?</p><p>• Deformações Internas do Concreto</p><p>− Variação de Temperatura: As peças de concreto quando submetidas a variação de temperatura sofrem</p><p>variação de comprimento, o coef iciente de dilatação térmica do concreto (αc ) é 10−5/ ºC, e para evitar grandes</p><p>deformações devido a variação de temperatura, a norma brasileira NBR-6118/78 recomenda a colocação de</p><p>juntas de dilatação no máximo a cada 30 metros;</p><p>− Retração: A cura do concreto provoca liberação de calor, o que produz a diminuição do comprimento das</p><p>peças, devido a reação química da água com o cimento, assim para melhorar o processo de cura, é</p><p>recomendável molhar o concreto ou protegê-lo contra liberação da água necessária para a hidratação do</p><p>cimento. O coef iciente de retração do concreto (αr ) é 15 x 10−5 ;</p><p>− Deformação Lenta: é o aumento da deformação com o tempo sob a ação de cargas ou tensões permanentes.</p><p>Seu efeito é preponderante até aproximadamente três anos.</p><p>R: A retração do concreto é a diminuição do seu volume, geralmente motivada pela eliminação da água</p><p>contida em seu interior (exsudação).</p><p>12. Qual a diferença entre deformação elástica, deformação plástica e deformação lenta?</p><p>• Deformações Externas do Concreto</p><p>− Deformações Elásticas: São aquelas devidas ao carregamento que desaparecem completamente com a</p><p>retirada do mesmo, assim no regime elástico é válido a lei de Hooke, que relaciona a deformação com a carga</p><p>aplicada: ΔL = F x L0 /Ecs x A;</p><p>− Deformações Plásticas: São aquelas devidas às cargas elevadas de curta duração e que não desaparecem</p><p>totalmente com a retirada da mesma;</p><p>R: As Deformação Elásticas só acontecem enquanto o carregamento está no elemento estrutural, quando</p><p>é retirado a deformação desaparece completamente, enquanto as Deformações Plásticas são aquelas que</p><p>não desaparecem completamento depois da retirada do carregamento e a Deformação Lenta é o aumento</p><p>da deformação com o tempo sob a ação de cargas ou tensões permanentes, com efeito de até 3 anos.</p><p>13. O que são as "flechas" nas estruturas? Qual a importância de sua previsão na análise estrutural?</p><p>− Flechas: São as deformações lineares máximas das peças quando submetidas a esforços de f lexão , sua</p><p>verif icação é muito importante, pois podem ocasionar perda de linearidade das peças, levando -as à ruptura</p><p>bem como causar desconforto ao usuário;</p><p>− Rotações nos Apoios: são as deformações angulares das peças na região dos apoios. Estão ligadas</p><p>diretamente às f lechas. Nos casos de vigas de grandes vãos e grandes carregamentos é importante fazer a</p><p>sua verif icação.</p><p>R: As flexas são as deformações lineares máximas das peças quando submetidas a esforços de flexão,</p><p>sua verificação é muito importante, pois podem ocasionar perda de linearidade</p><p>das peças, levando-as à</p><p>ruptura bem como causar desconforto ao usuário.</p><p>14. Qual a diferença entre concreto simples, concreto armado e concreto protendido?</p><p>• Concreto Simples: É formado por cimento, água, agregado miúdo e agregado graúdo, ou seja: argamassa +</p><p>agregado graúdo;</p><p>• Concreto Armado: concreto simples + armadura, usualmente constituída por barras de aço, assim os dois</p><p>materiais devem resistir solidariamente aos esforços solicitante, garantida pela aderência, logo: CONCRETO</p><p>ARMADO = CONCRETO SIMPLES + ARMADURA + ADERÊNCIA;</p><p>• Concreto Protendido: No concreto armado, a armadura não tem tensões iniciais, denominada armadura</p><p>f rouxa ou armadura passiva, já no concreto protendido, pelo menos uma parte da armadura tem tensões</p><p>previamente aplicadas, denominada armadura de protensão ou armadura ativa, logo: CONCRETO</p><p>PROTENDIDO = CONCRETO + ARMADURA ATIVA</p><p>• Armadura Passiva (Concreto Armado) X Armadura Ativa (Concreto Protendido)</p><p>− Tipos de Armaduras Passivas (Estribos, ...)</p><p>− Tipos de Armaduras Ativas (Esforço de Protensão - antes de começar a trabalhar, vencendo vãos maiores</p><p>com grande resistência mecânica)</p><p>R: O Concreto Simples é argamassa + agregado miúdo, enquanto o Concreto Armado é concreto simples</p><p>+ armadura + aderência e o Concreto Prontendido é concreto + armadura ativa.</p><p>• Concreto Armado</p><p>− Aderência: torna possível a transferência das tensões de tração para a armadura, à medida que o concreto</p><p>deixa de absorvê-las;</p><p>− Cobrimento: o concreto em torno da armadura, protege o aço contra a oxidação;</p><p>− Coeficientes de dilatação térmica semelhantes: evita deformações desiguais, o que desagregaria o</p><p>concreto em torno da armadura;</p><p>− OS ESFORÇOS DE TRAÇÃO SE TRANSMITEM À ARMADURA À MEDIDA QUE A VIGA RECEBE CARGA;</p><p>− QUANTO MAIOR O ESFORÇO MAIS O AÇO É SOLICITADO, MAIOR A SUA DEFORMAÇÃO, O QUE</p><p>GERA FISSURAS, A ARMADURA É CHAMADAPASSIVA;</p><p>− O CONCRETO ARMADO SÓ TRABALHA FISSURADO!!! À MEDIDA QUE OS VÃOS CRESCEM, AS</p><p>PEÇAS DE CONCRETO ARMADO VÃO SETORNANDO INEFICIENTES: peso próprio elevado E</p><p>deformações ao longo do tempo.</p><p>• Concreto Protendido</p><p>− As Estruturas de Concreto Protendido são submetidas a um sistema de forças permanentemente aplicadas:</p><p>as Forças de Protensão;</p><p>− Estas forças são tais que, durante a utilização da edif icação, quando agirem simultaneamente com o</p><p>carregamento normal (cargas permanentes, acidentais e outros agentes), impedem ou limitam o</p><p>aparecimento de tensões de tração;</p><p>− CONCRETO PROTENDIDO = CONCRETO + ARMADURA ATIVA</p><p>− Aço não aderente ao concreto, possibilitando altas tensões;</p><p>− Ao solicitarmos os cabos, os mesmos tendem a voltar ao seu tamanho original. Isto não ocorre devido a</p><p>presença de cunhas e placas de ancoragem;</p><p>− A protensão gera cargas contrárias às aplicadas na estrutura, equilibrando-as. Assim sendo, a protensão</p><p>resolve o grande problema das deformações.</p><p>Tópico 7</p><p>Concreto Armado - Pré-dimensionamento de estruturas de concreto armado</p><p>1. Quais são os elementos estruturais básicos de um edifício?</p><p>• Elementos Estruturais</p><p>− Básicos: Lajes, vigas e pilares;</p><p>− Fundações: Sapatas, blocos e tubulões;</p><p>− Complementares: Escadas, muros de arrimo, caixas d’água;</p><p>R: Lajes, vigas e pilares.</p><p>2. Quais cuidados devem ser tomados e que pontos devem ser observados na fase de elaboração do</p><p>projeto arquitetônico, considerando a implicância que isso terá no projeto estrutural?</p><p>• Concepção Estrutural</p><p>− A concepção de uma estrutura consiste no lançamento de sua estrutura;</p><p>− Esta etapa, umas das mais importantes ou a mais importante num projeto estrutural, consiste na determinação</p><p>do material, posicionamento dos elementos estruturais, p.ex.: pilares e por consequência, vigas e lajes;</p><p>− Será considerado nesta etapa a f inalidade da edif icação e suas condições e características impostas pela</p><p>arquitetura;</p><p>− O proj. arquitetônico será a base da elaboração do projeto de estruturas, portanto quando este não é realizado</p><p>com uma visão estrutural, pode se tornar: oneroso, custoso, dif ícil, problemático e/ou inviável;</p><p>− Sucesso do Proj. de Arquitetura = harmonia com projetos complementares (instalações elétricas, instalações</p><p>hidráulicas, estrutural,...);</p><p>− Edif ícios de múltiplos pavimentos = lançamento começa pelo andar tipo;</p><p>− Atenção especial ao pavimento de garagens (subsolo).</p><p>R.: Realizar com uma visão estrutural, pensando na determinação do material, posicionamento dos</p><p>elementos estruturais e na harmonia com os projetos complementares.</p><p>3. Quais são as orientações gerais para o lançamento dos pilares em planta?</p><p>• Lançamento dos Pilares</p><p>I. Geralmente inicia-se a locação dos pilares pelos cantos;</p><p>II. Áreas comuns a todos os pavimentos: elevadores, escadas, etc.;</p><p>III. Pilares da cobertura: casa de máquinas e reservatório superior;</p><p>IV. Procurar locar os pilares sempre alinhados, formando pórticos com as vigas;</p><p>V. Economicamente: vãos de 4,0 a 6,0 metros? / 6,0 a 8,0 metros?;</p><p>VI. Vãos maiores produzem vigas com dimensões incompatíveis e acarretam maiores custos à construção (maiores</p><p>seções transversais dos pilares, maiores taxas de armadura, dif iculdades nas montagens da armação e das formas</p><p>etc.);</p><p>VII. Verif icar interferências dos pilares do pav. tipo nos pavimentos inferiores (térreo, subsolo, lojas,...);</p><p>VIII.Evitar vigas de transição;</p><p>− NBR 6118/2014, item 13.2.3: não se admite pilar com seção transversal de área inferior a 360cm². Permite-se</p><p>pilares retangulares com dimensão mínima da seção transversal de 14cm (seção mínima é de 14cm x 26cm =</p><p>364cm²);</p><p>R: As orientaçãos gerais para o lançamento de pilares em planta incluem: começar pela locação nos</p><p>cantos; priorizar áreas comuns como elevadores e escadas; posicionar pilares da cobertura como casa de</p><p>máquinas e reservatório superior; alinhar os pilares para formar pórticos com as vigas; considerar</p><p>economicamente vãos entre 4,0 a 6,0 metros ou 6,0 a 8,0 metros para evitar vigas com dimensões</p><p>incompatíveis e custos adicionais; verificar interferências nos pavimentos inferiores; e respeitar as</p><p>especificações da NBR 6118/2014 quanto à área mínima da seção transversal dos pilares.</p><p>4. O que é uma viga de transição?</p><p>R: É uma viga que recebe um ou mais pilares e transmite estas cargas para outros pilares. Na prática, é</p><p>uma viga cada vez mais usada e deve ser evitada, quando possível, tendo em vista que é geralmente muito</p><p>alta, causando problemas para o cálculo da estrutura e para o projeto de arquitetura.</p><p>5. Quais são as orientações gerais para o lançamento de vigas em planta?</p><p>• Lançamento de Vigas</p><p>− Serão posicionadas ligando-se os pilares e formando assim pórticos;</p><p>− Além destas podem ser necessárias outras vigas para dividirem grandes painéis de lajes;</p><p>− Podem existir outras vigas que sirvam de apoio para paredes divisórias, evitando assim, que esta se apoie</p><p>diretamente na laje; alvenarias;</p><p>− Larguras das vigas são def inidas em função da largura das alvenarias;</p><p>− Em edif ícios residenciais, é conveniente que as alturas das vigas não ultrapassem 60cm, para não interferir</p><p>nos vãos de portas e de janelas;</p><p>− Evitar viga de maior vão apoiada em viga de menor vão;</p><p>− As lajes serão então determinadas pelos vãos das vigas (usual economicamente: de 3,5m a 5,0m p/ menor</p><p>vão). arrimo ou cortinas de contenção;</p><p>− Desníveis entre partes da estrutura podem exigir muros de arrimo ou cortinas de contenção.</p><p>R: As orientações gerais para o lançamento de vigas em planta incluem: posicionar vigas ligando os pilares</p><p>em pórticos; considerar vigas adicionais para dividir grandes</p><p>painéis de lajes e apoiar paredes divisórias;</p><p>definir larguras das vigas em função das alvenarias; limitar a altura das vigas em edifícios residenciais a</p><p>60cm para evitar interferências nos vãos de portas e janelas; evitar apoios de vigas de maior vão em vigas</p><p>de menor vão; determinar as lajes pelos vãos das vigas, usualmente entre 3,5m a 5,0m para o menor vão;</p><p>e considerar muros de arrimo ou cortinas de contenção para desníveis na estrutura.</p><p>• Vigas Embutidas nas Paredes</p><p>− Paredes externas com 24 cm = vigas com 20 cm;</p><p>− Paredes externas com 18 cm = vigas com 14 cm;</p><p>− Paredes internas com 15 cm = vigas com 12 cm.</p><p>• Uso de Balanço</p><p>6. Como é o procedimento para pré-dimensionar a altura de uma viga de concreto armado?</p><p>• Pré-dimensionamento de Vigas</p><p>− As vigas são de dimensões bw e h, sendo, respectivamente, a largura e altura da viga;</p><p>− A largura é f ixada em função da espessura da vedação;</p><p>− Sendo mais comum o valor de 12 a 19cm;</p><p>− Para se garantir o cobrimento exigido por norma, em muitas regiões esta largura passará a 14cm no mínimo;</p><p>− A altura pode ser determinada por relações diretas em função do vão, como: h = L/10 a L/12.</p><p>• Exemplo 1</p><p>7. O que é a ruptura por punção de uma laje de concreto armado? Em que tipo de laje pode ocorrer esse</p><p>fenômeno? Como evitá-lo?</p><p>R: A ruptura por punção é caracterizada pela formação de fissuras inclinadas na laje ao redor de apoios ou</p><p>cargas concentradas e a não observância de grandes deslocamentos na laje antes da ruptura, ou seja, a</p><p>ruptura ocorre de forma repentina por ser do tipo frágil, ocorrendo em Lajes Maciças Planas (lisas), assim</p><p>para evitar é necessário que as tensões cisalhantes na região próxima ao pilar sejam amenizadas, e isso</p><p>pode ser feito com o aumento da espessura da laje de uma forma completa, ou com uso de capitéis na</p><p>região onde ocorre o esforço cisalhante, ou ainda com o aumento da capacidade resistente da laje, fazendo -</p><p>se uso de concreto de alta resistência ou armadura de cisalhamento</p><p>8. Como é o procedimento para pré-dimensionar a espessura de uma laje maciça de concreto armado?</p><p>9. Que informações devem constar em um bom projeto estrutural?</p><p>Tópico 8</p><p>Concreto Armado - Dimensionamento de vigas submetidas a flexão normal simples</p><p>1. Quais são os tipos de flexão em elementos de concreto armado?</p><p>R: Flexão Pura, Flexão Simples e Flexão Composta.</p><p>2. Qual a diferença entre a flexão simples e a flexão composta?</p><p>• Diferenciação de Tipos de Flexão</p><p>− Flexão pura: quando o único esforço interno é o momento f letor, isto é, na seção de uma barra onde ocorre a</p><p>f lexão pura, o esforço cortante e o esforço normal são nulos;</p><p>− Flexão simples: quando o esforço normal é nulo, isto é, na seção de uma barra onde ocorre a f lexão simples</p><p>existem somente dois tipos de esforços internos: o esforço cortante e o momento f letor, assim a f lexão simples</p><p>pode ainda ser reta (também chamada de normal) (onde a f lexão ocorre em torno de um dos eixos principais</p><p>de inércia) e oblíqua (onde a f lexão se dá em torno de um eixo qualquer, sendo usualmente decomposta nos</p><p>dois eixos principais de inércia);</p><p>− Flexão composta: quando a f lexão está acompanhada de esforços normais não nulos , assim a f lexão</p><p>composta é ainda sub-dividida em f lexo-tração e f lexo-compressão, como o próprio nome já diz na f lexo-tração</p><p>a f lexão é acompanhada por esforços normais de tração, enquanto na f lexo-compressão por esforços normais</p><p>de compressão.</p><p>R: A Flexão Simples é quando o esforço normal é nulo, ou seja, só ocorre cortante e momento fletor,</p><p>enquanto a Flexão Composta o esforço normal não é nulo.</p><p>3. O que são tensões principais?</p><p>R: As tensões normais extremas são chamadas de tensões principais.</p><p>4. O que são "estádios" do concreto?</p><p>R: São níveis de deformação da viga.</p><p>5. O que são os domínios de deformação do concreto? Em que domínios de deformação recomenda-se</p><p>que trabalhem as vigas de concreto armado e por quê?</p><p>R: Os domínios de deformação do concreto são as diferentes faixas de deformação que o material pode</p><p>experimentar antes de atingir a sua capacidade máxima, se recomenda trabalhar nos domínios 2 e 3.</p><p>6. Cite e explique três hipóteses básicas utilizadas para o cálculo/dimensionamento de vigas de concreto</p><p>armado.</p><p>R: Três hipóteses básicas utilizadas para o cálculo/dimensionamento de vigas de concreto armado são:</p><p>Hipótese de Bernoulli que considera-se que as seções planas permanecem planas após a deformação, ou</p><p>seja, as linhas neutras de uma seção transversal inicialmente reta permanecem retas após a deformação;</p><p>Hipótese de equilíbrio de deformações que assume que as deformações das barras de aço e do concreto</p><p>são proporcionais às suas respectivas distâncias dos eixos neutros, mantendo o equilíbrio de deformações</p><p>e; Hipótese de aderência perfeita, onde assume-se que não há escorregamento entre o concreto e as</p><p>armaduras de aço, garantindo a transferência eficiente de tensões entre os materiais.</p><p>7. Ao dimensionar uma viga, verificou-se que o valor de Kx resultou igual a 0,5. Nesse caso, o que pode</p><p>ser feito, em termos de projeto, para que o valor de Kx esteja entre 0,02 e 0,438?</p><p>R: Para ajustar o valor de Kx para estar entre 0,02 e 0,438, pode-se modificar a altura útil da seção da viga,</p><p>aumentando ou diminuindo a altura efetiva da peça. Isso pode ser alcançado alterando-se as dimensões</p><p>geométricas da seção transversal ou ajustando a localização da linha neutra.</p><p>8. O que é taxa mínima de armadura longitudinal? Qual é o seu valor usual em vigas de concreto armado?</p><p>R: A taxa mínima de armadura longitudinal é a quantidade mínima de armadura requerida para garantir a</p><p>ductilidade e a capacidade de carga da viga. O seu valor usual em vigas de concreto armado varia de acordo</p><p>com as especificações do código de construção utilizado, mas geralmente situa-se em torno de 0,15% a</p><p>0,5% da área da seção transversal da viga.</p><p>9. Na etapa do dimensionamento de vigas, após determinada a área de aço, ao se escolher o diâmetro</p><p>(bitola) e a quantidade de barras longitudinais, o que deve-se levar em consideração além dos</p><p>espaçamentos horizontal e vertical entre as barras?</p><p>R: Além dos espaçamentos horizontal e vertical entre as barras, ao escolher o diâmetro (bitola) e a</p><p>quantidade de barras longitudinais, deve-se levar em consideração a compatibilidade com a execução,</p><p>facilidade de montagem das armaduras, espaçamento adequado para o concreto preencher uniformemente</p><p>a seção, além de considerações econômicas e práticas.</p><p>10. A unificação da altura das seções transversais, bem como do diâmetro das armaduras longitudinais é</p><p>uma prática de projeto recomendada para diversos casos por qual motivo?</p><p>R: A unificação da altura das seções transversais e do diâmetro das armaduras longitudinais é</p><p>recomendada para diversos casos, principalmente para simplificar a construção, reduzir custos e facilitar</p><p>a execução da obra. Isso ajuda a evitar complexidades desnecessárias na montagem das formas, reduzir</p><p>o tempo de construção e minimizar possíveis erros durante a execução. Além disso, uma padronização</p><p>pode simplificar o gerenciamento de materiais e a logística no canteiro de obras.</p><p>Tópico 9</p><p>Concreto Armado - Dimensionamento de vigas submetidas a cisalhamento</p><p>1. O que é "estado de tensão" em um ponto de uma estrutura? O que são as tensões principais?</p><p>R: O "estado de tensão" em um ponto de uma estrutura refere-se à distribuição das forças internas que</p><p>atuam nesse ponto. As tensões principais são as tensões máximas e mínimas em um ponto de um corpo</p><p>tridimensional submetido a um estado de tensão.</p><p>2. Quais são os modos de ruptura de uma viga de concreto armado submetida a flexão?</p><p>R: Ruptura por esmagamento da biela, Ruptura da armadura transversal (Escoamento), Ruptura do banzo</p><p>comprimido,</p><p>decorrente do esforço cortante, Ruptura por flexão localizada da armadura longitudinal.</p><p>3. No que consiste o modelo proposto por Ritter e Mörsch?</p><p>R: O modelo proposto por Ritter e Mörsch se baseia na analogia entre uma viga fissurada e uma treliça.</p><p>4. Na verificação do E.L.U. de vigas de concreto armado submetidas a cisalhamento, quais são as duas</p><p>condições que temos que garantir para que haja segurança desse elemento estrutural, segundo as</p><p>recomendações da NBR 6118:2014?</p><p>• Dimensionamento</p><p>− As condições de cálculo prescritas pela norma NBR 6118:2014 para elementos lineares admitem dois modelos</p><p>que se baseiam na analogia com o modelo de treliça, de banzos paralelos, associado a mecanismos resistentes</p><p>complementares (treliça generalizada) desenvolvidos no interior do elemento estrutural;</p><p>− Verif icação do Estado Limite Último (E.L.U.): A resistência da peça, em uma determinada seção transversal,</p><p>será satisfatória quando forem verif icadas simultaneamente duas condições, apresentadas a seguir:</p><p>I. Vsd ≤ Vrd2, sendo Vsd: força cortante solicitante de cálculo na seção e Vrds: força cortante resistente de</p><p>cálculo relativa à ruína das diagonais comprimidas de concreto, de acordo com os modelos de cálculo I ou II ;</p><p>II. Vsd ≤ Vrd3 = Vc + Vsw, sendo Vsd: força cortante solicitante de cálculo na seção, Vrd3 = Vc + Vsw: força</p><p>cortante resistente de cálculo relativa à ruína por tração diagonal, Vc: parcela de força cortante absorvida por</p><p>mecanismos complementares ao de treliça e Vsw: parcela de força cortante resistida pela armadura</p><p>transversal, de acordo com os modelos I ou II;</p><p>− Modelo de cálculo I (NBR 6118:2014): O modelo I admite que as diagonais de compressão são inclinadas de</p><p>θ ≤ 45º em relação ao eixo longitudinal do elemento estrutural, e admite ainda que a parcela complementar Vc</p><p>tem valor constante, independente de Vsd</p><p>R: É necessário que Vsd ≤ Vrd2 e que Vsd ≤ Vrd3 = Vc + Vsw.</p><p>5. Qual é o espaçamento máximo permitido e o espaçamento mínimo recomendado entre estribos, medido</p><p>no sentido longitudinal da viga?</p><p>R: 10 cm ≤ e ≤ d/2 ≤ 30 cm.</p><p>6. Qual é o diâmetro mínimo que as armaduras que compõem os estribos devem possuir segundo a NBR</p><p>6118:2014?</p><p>R: 5.0 mm ≤ ø ≤ b/20</p><p>7. O que é a tabela de aço? O que é a tabela resumo de aço?</p><p>R: A "tabela de aço" é uma tabela que fornece informações sobre as propriedades mecânicas e</p><p>dimensionais de diferentes tipos de barras de aço utilizadas em estruturas de concreto armado. A "tabela</p><p>resumo de aço" é uma versão resumida dessa tabela, apresentando as principais características das barras</p><p>de aço mais comumente utilizadas.</p><p>8. Além dos desenhos com o detalhamento da armação das vigas, com cortes transversais, tabelas de</p><p>aço, de concreto e de área de formas, que outras informações devem constar numa prancha com o</p><p>projeto estrutural de vigas de concreto armado?</p><p>R: Além dos itens mencionados, uma prancha com o projeto estrutural de vigas de concreto armado deve</p><p>incluir informações como especificações de materiais, detalhes de ancoragem, especificações de concreto,</p><p>detalhes de juntas, notas explicativas e informações de carregamento aplicadas às vigas.</p><p>9. O que é "armadura de pele"? Quando ela deve ser utilizada? Qual é a sua função?</p><p>R: "Armadura de pele" é uma armadura adicional colocada no interior da viga de concreto armado, como</p><p>vigas e pilares, para controlar a fissuração da mesma.</p><p>Tópico 10</p><p>Concreto Armado - Introdução ao estudo de lajes de concreto armado</p><p>1. Quais são os principais tipo de lajes de concreto?</p><p>R: Os principais tipos de lajes de concreto são: lajes maciças sobre vigas, lajes nervuradas, lajes</p><p>cogumelos, lajes lisas (planas) e lajes em painéis.</p><p>2. Quais são as vantagens da utilização de lajes treliçadas?</p><p>R: As vantagens da utilização de lajes treliçadas incluem sua capacidade de vencer grandes vãos com</p><p>menor espessura, redução do peso próprio da estrutura, facilidade de execução e montagem, e a</p><p>possibilidade de incorporar instalações embutidas.</p><p>3. As hipóteses adotadas para o cálculo dos momentos fletores em lajes conjugadas incluem: considerar as</p><p>lajes como vigas contínuas apoiadas em vigas secundárias; supor que a laje age como uma viga de largura</p><p>unitária na direção perpendicular às vigas; e aplicar as equações de flexão da teoria das vigas para determinar</p><p>os momentos fletores positivos e negativos.</p><p>4. As armaduras construtivas de lajes são utilizadas para controlar fissuras, distribuir e resistir aos esforços</p><p>de tração provocados pela flexão e pelo cisalhamento, garantindo a integridade estrutural da laje.</p><p>5. A NBR 6118 permite uma espessura mínima de laje de concreto de 10 centímetros. No entanto, as espessuras</p><p>usuais adotadas para casos práticos podem variar de acordo com as cargas atuantes, a geometria da estrutura</p><p>e as especificações do projeto, geralmente variando entre 12 a 20 centímetros.</p><p>6. Em uma laje de concreto armada em uma só direção, a armadura geralmente é posicionada ao longo do</p><p>menor vão. Isso é feito para controlar as fissuras e garantir a resistência à flexão na direção do maior vão, onde</p><p>os momentos fletores são maiores.</p><p>7. Os "caranguejos" na armação de lajes de concreto armado são pequenos espaçadores metálicos que são</p><p>colocados entre as barras de aço para garantir o correto espaçamento e posicionamento das armaduras</p><p>durante a concretagem. Eles ajudam a manter as armaduras na posição correta e proporcionam a adequada</p><p>cobertura de concreto.</p><p>8. A função do cobrimento em elementos estruturais de concreto armado é proteger as armaduras contra a</p><p>corrosão, fornecer resistência ao fogo, garantir a durabilidade da estrutura e proporcionar uma superfície</p><p>adequada para aderência do concreto. Esse cobrimento é garantido em obra durante a execução do elemento</p><p>estrutural através do uso de espaçadores plásticos ou metálicos, que são posicionados entre as armaduras e</p><p>as formas, garantindo que as armaduras fiquem devidamente envolvidas pelo concreto.</p><p>Tópico 11</p><p>Concreto Armado - Dimensionamento de lajes maciças</p><p>1. As lajes maciças se comportam conforme qual tipo de elemento estrutural?</p><p>2. Em termos de comportamento mecânico, qual a diferença entre uma laje pré-moldada treliçada e uma</p><p>laje maciça armada em duas direções?</p><p>3. Que critério geométrico é utilizado para definir se uma laje maciça será armada em uma ou duas</p><p>direções?</p><p>4. Por qual motivo as vezes se executam lajes rebaixadas em edificações?</p><p>5. O que é vão efetivo de uma laje?</p><p>6. Qual é a importância do cobrimento de uma laje? Como ele é garantido em obra?</p><p>7. Quais são as formas de pré-dimensionar a altura de uma laje?</p><p>8. Que tipo de cuidado temos que tomar no projeto/execução de uma laje em balanço e porquê?</p><p>9. Qual é a altura mínima de uma laje maciça prescrita pela norma NBR 6118:2014?</p><p>10. Qual é o diâmetro máximo de armadura adotado em uma laje maciça prescrita pela norma NBR</p><p>6118:2014?</p><p>Tópico 12</p><p>Concreto Armado - Introdução ao estudo de pilares de concreto armado</p><p>1. Os pilares estão submetidos a quais tipos de esforços solicitantes?</p><p>2. O que é o fenômeno da flambagem?</p><p>3. O que deve-se ter em mente ao escolher adotar um pilar de concreto armado, aço ou madeira para uma</p><p>edificação (prós e contras)?</p><p>4. Como são classificados os pilares quanto a sua posição em planta (em função das vigas que se apoiam</p><p>sobre estes)?</p><p>5. O que é esbeltez de um pilar? Como são classificados os pilares quanto a sua esbeltez?</p><p>6. O que é área de influência?</p><p>7. Qual é a dimensão mínima de seção transversal de pilar recomendada pela norma NBR 6118:2014?</p><p>8. Qual é a área mínima da seção transversal de pilar recomendada pela norma NBR 6118:2014?</p><p>9. Qual é o diâmetro mínimo e quantidade mínima de armaduras longitudinais em pilares recomendados</p><p>pela</p>