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Análise Estrutural de Navios

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ESCOLA POLITÉCNICA DA 
UNIVERSIDADE DE SÃO PAULO 
Departamento de Engenharia Naval e 
Oceânica 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Especialização em 
Engenharia Naval 
 
 
 
Módulo 4: Análise Estrutural de Navios 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
Prof. Dr. Oscar Brito Augusto 
 
 
 
 
 
 
 
Material de apoio ao curso oferecido na 
Universidade de Pernambuco – UPE 
 
 
2007 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
1 24/03/2007 Texto completo 
Versão Data Observações 
Apostila: 
ESPECIALIZAÇÃO EM ENGENHARIA NAVAL 
Módulo 4: Análise Estrutural de Navios 
Dept./Unidade Data Autor 
PNV/EPUSP 2007 Prof. Dr. Oscar Brito Augusto 
Curso oferecido pela Escola Politécnica da Universidade de São Paulo 
na Escola Politécnica da Universidade de Pernambuco 
Programação das aulas: 
 
Data Período Horários Assunto 
18:30h – 19:20h Apres.: Professor, alunos e módulo 4 
19:20h – 20:10h As ações das cargas e do ambiente 
20:10h – 21:00h
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21:00h – 21:50h
Arranjo estrutural 
18:30h – 19:20h
19:20h – 20:10h
Breve revisão de Mec. Sólidos 
20:10h – 21:00h
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21:00h – 21:50h
O navio como viga flutuante. Estrutura 
Primária 
08:00h – 08:50h
08:50h – 09:40h
Tensões normais primárias 
09:40h – 10:10hM
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10:10h – 11:00h
Tensões de cisalhamento primárias 
13:00h – 13:50h Estrutura Secundária 
13:50h – 14:40h Distribuição de cargas 
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14:40h – 15:30h Chapa Colaborante 
Data Período Horários Assunto 
18:30h – 19:20h Estrutura Secundária 
19:20h – 20:10h Perfis leves 
20:10h – 21:00h Perfis pesados 
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21:00h – 21:50h Grelhas 
18:30h – 19:20h A Estrutura Terciária 
19:20h – 20:10h Pequenas Deflexões 
20:10h – 21:00h Chapas Longas 
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21:00h – 21:50h Soluções 
08:00h – 08:50h Flambagem 
08:50h – 09:40h Chapeamento 
09:40h – 10:10h Perfis leves M
an
hã
 
10:10h – 11:00h Painéis 
13:00h – 13:50h
13:50h – 14:40h
Composição de tensões: 
Primária+Secundária+Terciária 
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14:40h – 15:30h Sociedades Classificadoras 
Índice 
 
1. INTRODUÇÃO.............................................................................................................................1 
1.1. Carregamentos estruturais em navios ..............................................................................1 
1.2. Cargas estáticas ...............................................................................................................2 
1.3. Cargas dinâmicas .............................................................................................................3 
1.4. Cargas ocasionais ............................................................................................................6 
1.5. Arranjo Estrutural ............................................................................................................8 
1.6. Chapeamento reforçado ...................................................................................................9 
1.7. Tipos de cavernamento ...................................................................................................11 
2. ESTRUTURA PRIMÁRIA ........................................................................................................22 
2.1. O Navio como uma viga flutuante ..................................................................................22 
2.2. Relações básicas entre esforços solicitantes e cargas....................................................26 
2.3. Aplicação da teoria de vigas ..........................................................................................27 
2.4. Tensões de flexão............................................................................................................29 
2.5. Módulo de Seção ............................................................................................................32 
2.6. Tensões cisalhantes ........................................................................................................35 
3. ESTRUTURA SECUNDÁRIA ..................................................................................................43 
3.1. Introdução ......................................................................................................................43 
3.2. Distribuição de Cargas ..................................................................................................51 
3.3. Os efeitos do cisalhamento na flexão de vigas. Chapa Colaborante..............................53 
3.4. Grelhas ...........................................................................................................................64 
3.5. Grelha Simples ...............................................................................................................65 
3.6. Grelha Múltipla ..............................................................................................................67 
3.7. Flambagem de painéis reforçados..................................................................................68 
4. ESTRUTURA TERCIÁRIA ......................................................................................................77 
4.1. Introdução ......................................................................................................................77 
4.2. Nomenclatura .................................................................................................................78 
4.3. Hipóteses simplificadoras e suas limitações...................................................................79 
4.4. Teoria das pequenas deflexões .......................................................................................82 
4.5. Relações entre momentos fletores e curvaturas..............................................................83 
4.6. Relações entre momentos torçores e curvaturas ............................................................86 
4.7. Equação de equilíbrio, desprezando o efeito de cargas paralelas ao plano médio........90 
4.8. Solução do problema de flexão de placas.......................................................................91 
4.9. Placas simplesmente apoiadas .......................................................................................92 
4.10. Soluções em forma de Gráficos ......................................................................................96 
4.11. Placa longa...................................................................................................................100 
4.12. Comportamento elasto-plástico....................................................................................103 
4.13. Equação das placas para pequenas deflexões, incluindo-se o efeito de cargas paralelas 
ao plano médio............................................................................................................................113 
4.14. Flambagem de placas ...................................................................................................119 
4.15. Flambagem de placas no regime elástico.....................................................................120 
4.16. Efeito de uma curvatura ...............................................................................................129 
4.17. Flambagem por cisalhamento ......................................................................................131 
4.18. Momento fletor no plano da placa................................................................................133