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RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS I Profa. Dra. Vânia Regina Salvini Engenharia Civil Araraquara Ementa 1) Objetivos da Resistência dos Materiais 2) Tipos de Estruturas 3) Hipóteses da Resistência 4) Componentes de tensão e de deformação: normal e cisalhante 5) Propriedades mecânicas dos materiais Prova 1 – P1 1) Propriedades geométricas de figuras planas 2) Isostaticidade e hiperestaticidade 3) Esforços solicitantes em vigas 4) Tensões normais e cisalhantes em vigas 5) Estado plano de tensão Prova 2 – P2 Listas de exercícios 19/02/2016 2 SEGURANÇA e ECONOMIA são dois aspectos que devem ser considerados ao projetar uma estrutura. Muitas vezes uma estrutura falha porque foi utilizada em condições fora das condições de projeto. Teoria da elasticidade Cálculo estrutural Equações diferenciais Tipos de solução Solução analítica Solução Aproximada - Métodos numéricos Simulação computacional Teoria da plasticidade Contexto 19/02/2016 3 As atividades envolvidas desde a concepção até o término da estrutura compreende várias etapas – o cálculo estrutural é uma etapa fundamental! Resistência dos Materiais 19/02/2016 4 Calcular esforços, tensões, deformações e deslocamentos em estruturas constituídas por elementos de barras • VIGAS • PILARES • ARCOS • PÓRTICOS • TRELIÇAS • GRELHAS • ESTRUTURAS PÊNSEIS 1. Objetivos da Resistência dos Materiais 19/02/2016 5 Vigas Pilares Placas/Lajes Treliças Cabos 2. Tipos de Estruturas Elementos estruturais são corpos sólidos deformáveis com capacidade de receber e de transmitir solicitações: Linear: duas dimensões da mesma ordem de grandeza e bem menores que a terceira (Barras); Superfície: duas dimensões da mesma ordem de grandeza e bem maiores que a terceira (Placas/Lajes/Abóbodas); Volume: três dimensões da mesma ordem de grandeza (Blocos) 19/02/2016 6 Estruturas lineares Formadas por uma ou mais barras: VIGAS, PILARES, ARCOS, PÓRTICOS, TRELIÇAS, etc Definições básicas: Eixo da barra, Secção transversal da barra, Barra reta ou curva. 19/02/2016 7 Estruturas dispostas horizontalmente ou inclinadas, com um ou mais apoios (móvel ou fixo), engastes, etc. Podem ser confeccionadas em madeira, aço, ferro-fundido, concreto e alumínio, com aplicações em diversos tipos de construções. VIGAS 19/02/2016 8 Vigas pré-moldadas com ligações tipo pilar-pilar Vigas de madeira com seção circular 19/02/2016 9 VIGAS Vigas balcão em concreto armado Viga treliçada VIGAS 19/02/2016 10 Viga em balanço TRELIÇAS Estruturas lineares constituídas por barras retas, dispostas de modo a formar painéis triangulares, solicitadas basicamente por tração ou compressão. 19/02/2016 11 Corda ou banzo Diagonal Montante PILARES PÓRTICOS Normalmente são barras retas, com eixo quase sempre vertical. Os esforços predominantes em pilares são forças de compressão. Pilares com seção circular são chamados de colunas. São estruturas lineares planas, formando quadros entre si 19/02/2016 12 Pilares em concreto armado Pórtico simples de alma cheia GRELHAS ARCOS Estruturas lineares (vigas), situadas em um mesmo plano, formando uma malha. As barras se interceptam e trabalham em conjunto para resistir às ações atuantes que são normalmente perpendiculares ao seu plano. São estruturas de barras curvas. Os esforços solicitantes principais são forças normais de compressão que podem agir simultaneamente, ou não, com momentos fletores. 19/02/2016 13 Grelha obliqua Arco treliçado ESTRUTURAS PÊNSEIS 19/02/2016 14 São estruturas lineares com elementos principais formados por cabos. Fio: barra que resiste somente a solicitações de tração ao longo do eixo; Cabo: conjunto de fios; Rede: estrutura não plana, cujos os cabos estão dispostos de modo que seus eixos estejam em uma mesma superfície do plano. As estruturas pênseis podem ser aplicadas em coberturas (tendas, estádios, ginásios) e em pontes pênseis ou estaiadas. Ponte Akashi-Kaikyo - 3922m de comprimento e vão central de 1991m sendo a maior do mundo Ponte Octávio Frias de Oliveira em São Paulo ESTRUTURAS DE SUPERFÍCIE 19/02/2016 15 São definidas a partir de sua superfície média e lei de variação da sua espessura. Chapa: folha plana sujeita a esforços apenas no seu plano médio; Viga-parede: chapa disposta verticalmente sobre apoios isolados; Placa ou Laje: folha plana sujeita principalmente a esforços fora do seu plano médio; Casca; Abóboda. Laje tipo cogumelo Casca ESTRUTURAS DE BLOCOS 19/02/2016 16 As estruturas de blocos são normalmente empregadas nas fundações das edificações, com a função de transmitir os esforços da estrutura ao solo. Os blocos de fundação podem ser diretamente apoiados sobre o solo (sapatas) ou apoiados sobre as estacas para promover uma melhor distribuição dos esforços.
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