ESTRUTURAS METÁLICAS SISTEMAS ESTRUTURAIS JULIANO GERALDO RIBEIRO

Prévia do material em texto

Professor Juliano Geraldo Ribeiro Neto, MSc.
Goiânia,2016.
ESTRUTURAS METÁLICAS
2 – Sistemas Estruturais
PUC – Pontifícia Universidade Católica de Goiás
Departamento de Engenharia Civil
2.1 ELEMENTOS ESTRUTURAIS
Principais elementos estruturais metálicos são:
• Elementos lineares alongados (hastes ou barras)
• Elementos bidimensionais/planos (placas ou chapas)
2.1 ELEMENTOS ESTRUTURAIS
Hastes
Formam elementos alongados cujas dimensões transversais são pequenas em
relação ao comprimento.
• Tirante (tração axial)
• Colunas ou escoras (compressão axial)
• Vigas (carga transversal = M+V)
• Eixos (torção)
2.1 ELEMENTOS ESTRUTURAIS
Hastes
Nas situações práticas, os elementos estão sob ação de solicitações combinadas:
• Esforços de tração e compressão atuam com excentricidade em relação ao eixo
da peça (solicitação de flexotração e flexocompressão);
• Nas hastes comprimidas o efeito de segunda ordem altera a geometria inicial,
podendo conduzir a ruptura por flabagem;
• Nas vigas (M+V) são muitas vezes combinadas com solicitação de torção
(flexotorção).
2.1 ELEMENTOS ESTRUTURAIS
Placas
• Elementos de relação e/L muito pequeno;
2.1 ELEMENTOS ESTRUTURAIS
Placas
• Elementos de relação e/L muito pequeno;
• Podem ser usadas isoladamente ;
• Ou como elemento constituinte de sistemas planos ou espaciais.
2.2 SISTEMAS PLANOS
• São formados pela combinação dos principais elementos lineares (tirantes,
colunas e vigas);
• Constituem as estruturas portantes das construções civis.
2.2 SISTEMAS PLANOS
Treliças
• Utilizada tipicamente em coberturas (edifícios industriais e galpões)
• As hastes trabalham predominantemente à tração ou compressão simples
• Modelo teórico considera nós rotulados
• Mas na prática os nós são rígidos (introduzem momentos fletores)
2.2 SISTEMAS PLANOS
Tipos de treliça
2.2 SISTEMAS PLANOS
Treliça
2.2 SISTEMAS PLANOS
Treliça
2.2 SISTEMAS PLANOS
Treliça
2.2 SISTEMAS PLANOS
Grelha plana
• Formada por dois feixes de vigas (ortogonais ou oblíquas)
• Suportam cargas atuando na direção perpendicular ao plano da grelha
2.2 SISTEMAS PLANOS
Grelha plana
• Formada por dois feixes de vigas (ortogonais ou oblíquas)
• Suportam cargas atuando na direção perpendicular ao plano da grelha
• Usadas em pisos de edifícios e superestruturas de pontes
2.2 SISTEMAS PLANOS
Grelha plana
2.2 SISTEMAS PLANOS
Grelha plana
2.3 SISTEMAS APORTICADOS
Pórticos Planos
• Também denominados quadros
• Formados por associação de hastes retilíneas ou curvilíneas com ligações rígidas
entre si.
2.3 SISTEMAS APORTICADOS
Comportamento das ligações
• Funcionamento do sistema estrutural metálico depende essencialmente do
comportamento das ligações
2.3 SISTEMAS APORTICADOS
Comportamento das ligações
2.3 SISTEMAS APORTICADOS
Comportamento das ligações
2.3 SISTEMAS APORTICADOS
Estruturas Aporticadas
Esquema estrutural composto por associações de pórticos, depende do tipo de
detalhe de ligação viga-pilar.
• Pórtico com ligações rígidas
• Estrutura contraventada com ligações flexíveis
2.3 SISTEMAS APORTICADOS
Tipos de estruturas aporticadas
2.3 SISTEMAS APORTICADOS
Tipos de estruturas aporticadas
2.3 SISTEMAS APORTICADOS
Tipos de estruturas aporticadas
2.3 SISTEMAS APORTICADOS
Tipos de estruturas aporticadas
2.3 SISTEMAS APORTICADOS
Tipos de estruturas aporticadas
2.4 SISTEMAS ESPACIAIS
Estruturas Espaciais
Utilizadas em coberturas que necessitam de grandes áreas livres: ginásios,
hangares, centros de exposições e edifícios industriais.
Vantagens:
• Grande rigidez (baixo consumo de aço)
• Facilidade de fixação das instalações, devido ao grande número de nós
• Liberdade arquitetônica na locação de apoios
• Possibilidade de explorar diversas formar arquitetônicas
• Fácil montagem e desmontagem
2.4 SISTEMAS ESPACIAIS
Estruturas Espaciais
2.4 SISTEMAS ESPACIAIS
Estruturas Espaciais
2.4 SISTEMAS ESPACIAIS
Estruturas Espaciais
2.4 SISTEMAS ESPACIAIS
Estruturas Espaciais
2.4 SISTEMAS ESPACIAIS
Estruturas Espaciais
2.5 SISTEMAS MISTOS
Vigas Mistas
Utilização de vigas mistas em sistemas de pisos de edificações
• Ganho de resistência pelo comportamento em conjunto da viga de aço com laje
de concreto
• Maior rigidez (menores deflexões)
• Diminuição do consumo de aço (economia)
2.5 SISTEMAS MISTOS
Vigas Mistas
2.5 SISTEMAS MISTOS
Pilares Mistas
Dos tipos usuais de pilares mistos pode-se citar:
• perfil I de aço totalmente revestido por concreto
• perfil I de aço parcialmente envolvido por concreto
• tubo de aço com seção circular, retangular ou octogonal preenchido por concreto
2.5 SISTEMAS MISTOS
Pilares Mistas
Vantagens:
• resistência adicional aos esforços de compressão;
• redução das seções, com menores custos de pintura;
• diminuição do peso próprio da estrutura e aumento da área útil dos pavimentos;
• maior ductibilidade e resistência sísmica;
• melhor proteção contra o fogo.
2.5 SISTEMAS MISTOS
Pilares Mistas
2.5 SISTEMAS MISTOS
Pilares Mistas
2.5 SISTEMAS MISTOS
Pilares Mistas
2.6 GALPÕES INDUSTRIAIS
Duas águas em perfil I
2.6 GALPÕES INDUSTRIAIS
Duas águas em treliça trapezoidal
2.6 GALPÕES INDUSTRIAIS
Cobertura em Shed
2.6 GALPÕES INDUSTRIAIS
Cobertura em Shed
2.6 GALPÕES INDUSTRIAIS
Cobertura em Shed
2.6 GALPÕES INDUSTRIAIS
Treliça em arco
2.6 GALPÕES INDUSTRIAIS
Treliça em arco
2.6 GALPÕES INDUSTRIAIS
Partes de um galpão (perspectiva)
2.6 GALPÕES INDUSTRIAIS 
Partes de um galpão (planta)
2.6 GALPÕES INDUSTRIAIS 
Elementos construtivos
2.6 GALPÕES INDUSTRIAIS 
Elementos construtivos (linha de corrente rígida e frechal)
2.6 GALPÕES INDUSTRIAIS 
Elementos construtivos (linha de corrente rígida)
2.6 GALPÕES INDUSTRIAIS 
Elementos construtivos (linha de corrente rígida)
2.6 GALPÕES INDUSTRIAIS 
Elementos construtivos (frechal)
2.6 GALPÕES INDUSTRIAIS 
Elementos construtivos (linha de corrente flexível)
2.6 GALPÕES INDUSTRIAIS 
Elementos construtivos (mão-francesa)
2.6 GALPÕES INDUSTRIAIS 
Elementos construtivos
2.6 GALPÕES INDUSTRIAIS
Exemplo
2.6 GALPÕES INDUSTRIAIS
Exemplo