INTRODUÇÃO, CARGAS e TENSÕES

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SISTEMAS ESTRUTURAIS 
DE CONCRETO 
Introdução, Cargas e 
Tensões 
UNIPLAN – Engenharia Civil 2017/1 
Lucas Negreiros 
• O que é Estrutura? 
 
o É tudo aquilo que sustenta, tal qual o esqueleto 
humano; 
 
o Porém, se trata de um conceito amplo e não se 
associa somente às edificações; 
 
o Nas edificações, a estrutura é entendida como um 
conjunto de elementos (lajes, vigas, pilares, 
fundações), que desempenham um função 
específica; 
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• Estrutura como Caminho das Forças 
 
oNas estruturas das edificações, o conjunto de seus 
elementos tornam-se o caminho pelo qual as forças 
atuantes irão transitar até o solo; 
 
oO caminho natural das forças gravitacionais é a 
“vertical”; 
 
o Se for oferecido um caminho mais longo, as 
forças deverão percorrê-lo, desviando-se da 
tendência natural (vertical); 
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• Estrutura como Caminho das Forças 
 
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• Estrutura como Caminho das Forças 
 
o Para transferir um conjunto de forças até o solo 
poderemos usar poucos ou muitos caminhos; 
 
oUma estrutura com muitos caminhos tendem a ter 
elementos mais esbeltos; 
 
o Por outro lado, se poucos caminhos para as forças, 
os elementos tendem a serem mais robustos; 
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• Estrutura com Mais Caminhos 
 
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• Estrutura com Menos Caminhos 
 
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• Qual a Melhor Solução Estrutural ? 
oUma estrutura com muitos ou poucos caminhos ? 
 
 
 
 
 
 
oMelhor em relação a quê ? A mais bonita? Mais 
fácil de construir ? Mais econômica ? 
 
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• Quem Concebe a Estrutura ? 
 
o Engenheiros Civis ou Arquitetos ? 
 
oA concepção da forma, implica na concepção da 
estrutura e, em consequência, dos materiais e 
processos para materializá-la; 
 
o Uma coisa é conceber a estrutura, outra é 
dimensioná-la para que seja capaz de suportar as 
condições de trabalho às quais será submetida; 
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• A Geometria dos Elementos Estruturais 
oFio de aço: 
 
 
 
 
 
oO material não garante a um elemento 
estrutural a capacidade de suportar cargas, sua 
forma é muitas vezes mais determinante; 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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• A Geometria dos Elementos Estruturais 
oBloco de pedra: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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• A Geometria dos Elementos Estruturais 
oAssociação de Elementos Estruturais: 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
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• Classificação Geométrica dos Elementos 
Estruturais 
 
o Esses elementos podem ser classificados segundo 
suas geometrias, comparando-se a ordem de 
grandeza de suas três dimensões; 
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• Classificação Geométrica dos Elementos 
Estruturais 
o Elementos Bidimensionais: Duas dimensões de 
mesma ordem de grandeza e bem maiores que a 
terceira (ex: cascas, lajes e pilares/vigas parede); 
 
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• Classificação Geométrica dos Elementos 
Estruturais 
o Elementos Tridimensionais: As três dimensões de 
mesma ordem de grandeza (ex: blocos, sapatas, 
consoles); 
 
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• Elementos Estruturais dos Edifícios: 
 
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• Principais Elementos Estruturas de Concreto 
Armado 
o Lajes: 
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• Principais Elementos Estruturas de Concreto 
Armado 
o Lajes: 
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• Principais Elementos Estruturas de Concreto 
Armado 
oVigas: 
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• Principais Elementos Estruturas de Concreto 
Armado 
oVigas: 
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• Principais Elementos Estruturas de Concreto 
Armado 
o Pilares: 
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• Principais Elementos Estruturas de Concreto 
Armado 
o Pilares: 
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• Principais Elementos Estruturas de Concreto 
Armado 
o Blocos de Fundação: 
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• Principais Elementos Estruturas de Concreto 
Armado 
o Blocos de Fundação: 
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• Forças que Atuam na Estrutura 
 
o Força é uma grandeza vetorial, e portanto possui 
intensidade, direção e sentido; 
 
oA ideia de força está ligada às noções de massa e 
aceleração; 
 
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• Tipos de Forças que Atuam na Estrutura 
 
o Para a correta concepção estrutural é 
absolutamente necessário que as forças atuantes na 
estrutura sejam bem conhecidas (intensidade, 
direção e sentido); 
 
o Isso para que concepção estrutural seja coerente 
com o caminho das forças e para os elementos 
estruturais sejam adequadamente dimensionados; 
 
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• Forças que Atuam na Estrutura 
 
oAs forças externas que atuam nas edificações 
chamamos de cargas ou carregamentos; 
• Classificadas em: 
oPermanentes: Ocorrem ao longo da vida útil; 
oAcidentais: Ocorrem eventualmente; 
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• Tipos de Forças que Atuam na Estrutura 
 
oCargas Permanentes: 
• São cargas cuja intensidade, direção e sentido 
podem ser determinados com grande precisão, 
pois são devidas exclusivamente a forças 
gravitacionais ou pesos; 
oPeso próprio da estrutura; 
oPeso dos revestimentos de pisos, contrapisos, 
impermeabilizações; 
oPeso de paredes e seus revestimentos; 
oPeso de equipamentos especiais; 
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• Tipos de Forças que Atuam na Estrutura 
o Exemplos de Cargas Permanentes: 
 
• Peso Próprio: 
 
 
• Contrapiso: 
 
 
• Piso: 
• Tipos de Forças que Atuam na Estrutura 
 
o Cargas Acidentais: 
• São mais difíceis de serem determinadas com 
precisão e podem variar com o tipo de 
edificação (valores normatizados); 
oPeso das pessoas; 
oPeso do mobiliário; 
oPeso de veículos e força de frenagem; 
oA força do vento; 
 
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• Tipos de Forças que Atuam na Estrutura 
o Cargas Acidentais: 
 
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• Tipos de Forças que Atuam na Estrutura 
o Cargas Acidentais: 
 
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• Distribuição das Cargas nos Elementos 
Estruturais 
oDistribuídas no plano (kN / m²): 
• Denominadas cargas superficiais (peso próprio da 
laje, pessoas, revestimentos, líquidos, etc...) 
 
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• Distribuição das Cargas nos Elementos 
Estruturais 
oDistribuídas em linha (kN / m): 
• Denominado cargas lineares (peso próprio de uma 
viga, de alvenarias ou materiais depositados 
linearmente, etc...); 
 
 
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• Paredes: 
o Carga distribuída em laje (kN/m²): 
 
• Distribuição das Cargas nos Elementos 
Estruturais 
o Concentradas (kN): 
• São cargas pontuais (viga apoiada sobre outra, 
pilar que nasce em viga, peso próprio de um 
pilar, etc...); 
 
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• Tensão 
oA resistência de um elemento estrutural 
depende da relação entre a força aplicada e a 
quantidade de material (área), para essa relação 
dá-se o nome “Tensão”; 
 
oUm fio de algodão pode resistir mais que um 
fio de aço, desde que colocado quantidade 
suficiente de algodão; 
 
 
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• Tensão 
oEm outras palavras, é a quantidade de força que 
atua em uma unidade de área do material; 
 
oSó poderemos comparar a resistência entre dois 
materiais, comparando suas tensões de ruptura, 
ou seja, quanto de força por unidade de área 
eles suportam; 
 
 
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• Tipos de Tensão 
oTensão Normal: 
 
 
 
oTensão Tangencial: 
 
 
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• Tipos de Tensão 
oÉ importante distinguir que tipo de tensão está 
ocorrendo em determinado elemento estrutural, 
pois os materiais possuem capacidades 
diferentes para cada tipo de tensão; 
• Ex. tensões máximas de trabalho: 
 
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• Tensões de Projeto 
oAs estruturas devem trabalhar com uma certa 
folga, para que imprevistos não as coloquem 
em risco; 
• Por exemplo: 
• Falha do Material; 
• Execução fora do ideal; 
 
 
 
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• Tensões de Projeto 
oPor isso, nenhuma estrutura trabalha dentro dos 
seus limites de resistência, mas em um regime 
um pouco abaixo desse limite; 
 
oPara atender esses limites, aplicam-se 
coeficientes de segurança, com valores 
variáveis de acordo com os materiais; 
 
 
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• Tensões de Projeto 
• Resistências: 
• Concreto: γc = 1,4; 
• Aço: γs = 1,15; 
 
• Solicitações: 
• γf = 1,4; 
 
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