ESTRUTURAS DE AÇO aula 2 3B

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ESTRUTURAS DE 
AÇO
Professora: Jaqueline Mantovani Vicentini
jaquelinemantovani@prof.unipar.br
UNIVERSIDADE PARANAENSE
CAMPUS - PARANAVAÍ
SISTEMA ESTRUTURAL E MÉTODOS DE CÁLCULO
• ELEMENTOS ESTRUTURAIS:
• Elementos lineares alongados: 
• Hastes ou barras
• Elementos bidimensionais (planos): 
• Placas ou chapas
2SISTEMA ESTRUTURAL E MÉTODOS DE CÁLCULO
SISTEMAS ESTRUTURAIS DE 
AÇO
• ELEMENTOS ESTRUTURAIS:
• Hastes: Elementos alongados, cujas 
dimensões transversais são pequenas em 
relação ao comprimento. Dependendo da 
solicitação predominante, podem ser 
classificadas em:
• Tirantes
• Colunas ou escoras
• Vigas
• Eixos
3SISTEMA ESTRUTURAL E MÉTODOS DE CÁLCULO
SISTEMAS ESTRUTURAIS DE 
AÇO
• ELEMENTOS ESTRUTURAIS:
• Placas: Elementos de espessura pequena em 
relação à largura e ao comprimento. São 
utilizadas isoladamente ou com elementos 
constituintes de sistemas planos ou espaciais
4SISTEMA ESTRUTURAL E MÉTODOS DE CÁLCULO
SISTEMAS ESTRUTURAIS DE 
AÇO
• SISTEMAS PLANOS DE ELEMENTOS LINEARES:
• Os sistemas de elementos lineares são 
formados pela combinação dos principais 
elementos lineares, constituindo as 
estruturas portantes das construções civis:
• Treliças
• Grelhas
• Pórticos
5SISTEMA ESTRUTURAL E MÉTODOS DE CÁLCULO
SISTEMAS ESTRUTURAIS DE 
AÇO
• SISTEMAS PLANOS DE ELEMENTOS LINEARES:
• Treliças: as hastes das treliças trabalham 
predominantemente a tração ou 
compressão. No modelo teórico todos os nós 
são considerados rotulados, porém as 
treliças construídas na prática apresentam 
nós rígidos, os quais introduzem momentos 
fletores nas hastes
6SISTEMA ESTRUTURAL E MÉTODOS DE CÁLCULO
SISTEMAS ESTRUTURAIS DE 
AÇO
• SISTEMAS PLANOS DE ELEMENTOS LINEARES:
• Grelha plana: é formada por dois feixes de 
vigas, ortogonais ou oblíquas, suportando 
conjuntamente cargas atuando na direção 
perpendicular ao plano da grelha. São usadas 
em pisos de edifícios e superestruturas de 
pontes
7SISTEMA ESTRUTURAL E MÉTODOS DE CÁLCULO
SISTEMAS ESTRUTURAIS DE 
AÇO
• COMPORTAMENTO DE LIGAÇÕES:
• Estruturas pré-fabricadas dependem 
essencialmente do comportamento das 
ligações
• Ligações rígidas: impedem a rotação relativa 
entre a viga e o pilar (∅=0), os eixos das vigas 
e pilares se mantém am 90° após a 
deformação
• Ligações rotuladas: deixa livre a rotação 
relativa entre a viga e pilar (∅≠0)
8SISTEMA ESTRUTURAL E MÉTODOS DE CÁLCULO
SISTEMAS ESTRUTURAIS DE 
AÇO
• COMPORTAMENTO DE LIGAÇÕES:
9SISTEMA ESTRUTURAL E MÉTODOS DE CÁLCULO
SISTEMAS ESTRUTURAIS DE 
AÇO
• ESTRUTURAS APORTICADAS PARA EDIFICAÇÕES:
• Podem ser de dois tipos básicos:
• Pórtico com ligações rígidas
• Estrutura contraventada com ligações 
flexíveis
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SISTEMAS ESTRUTURAIS DE 
AÇO
• ESTRUTURAS APORTICADAS PARA EDIFICAÇÕES:
• Ligações flexíveis: 
• Instalação mais simples e econômicas
• Necessitam de subestruturas de 
contraventamento
• Concentração das forças horizontais na 
fundação
• Efeito negativo na arquitetura
11SISTEMA ESTRUTURAL E MÉTODOS DE CÁLCULO
SISTEMAS ESTRUTURAIS DE 
AÇO
• ESTRUTURAS APORTICADAS PARA EDIFICAÇÕES:
• Ligações flexíveis: 
12SISTEMA ESTRUTURAL E MÉTODOS DE CÁLCULO
SISTEMAS ESTRUTURAIS DE 
AÇO
• SISTEMAS DE PISO PARA EDIFICAÇÕES:
• As estruturas de piso em edificações são 
compostas de vigas principais e secundárias 
associadas a painéis de laje de concreto 
armado
• As vigas secundárias são pouco espaçadas, 
fazendo as lajes trabalharem armadas na 
menor direção do vão
• Ajudam a distribuir as cargas de vento 
atuantes nas fachadas
13SISTEMA ESTRUTURAL E MÉTODOS DE CÁLCULO
SISTEMAS ESTRUTURAIS DE 
AÇO
• SISTEMAS DE PISO PARA EDIFICAÇÕES:
14SISTEMA ESTRUTURAL E MÉTODOS DE CÁLCULO
SISTEMAS ESTRUTURAIS DE 
AÇO
• SISTEMAS DE PISO PARA EDIFICAÇÕES:
15SISTEMA ESTRUTURAL E MÉTODOS DE CÁLCULO
SISTEMAS ESTRUTURAIS DE 
AÇO
• GALPÕES:
16SISTEMA ESTRUTURAL E MÉTODOS DE CÁLCULO
SISTEMAS ESTRUTURAIS DE 
AÇO
• GALPÕES:
17SISTEMA ESTRUTURAL E MÉTODOS DE CÁLCULO
SISTEMAS ESTRUTURAIS DE 
AÇO
• GALPÕES:
18SISTEMA ESTRUTURAL E MÉTODOS DE CÁLCULO
SISTEMAS ESTRUTURAIS DE 
AÇO
• ETAPAS DE PROJETO:
• Anteprojeto ou projeto básico: é definido o sistema 
estrutural, os materiais a serem utilizados, sistema 
construtivo e as cargas na estrutura
• Dimensionamento: são definidas as dimensões dos 
elementos da estrutura e suas ligações
• Detalhamento: são elaborados os desenhos 
executivos da estrutura contendo as especificações 
de todos os seus componentes
19SISTEMA ESTRUTURAL E MÉTODOS DE CÁLCULO
PROJETO ESTRUTURAL
• CARGAS DAS EDIFICAÇÕES: São todas as ações 
causadas pela gravidade, meio ambiente e 
devidas ao uso da estrutura
• Cargas permanentes
• Cargas acidentais
• Cargas devidas ao vento
• Outras cargas: temperatura, cargas sísmicas, 
recalque das fundações, etc.
• NBR 6120: Cargas para cálculo de estruturas em edificações 
• NBR 6123: Forças devidas ao vento em edificações
20SISTEMA ESTRUTURAL E MÉTODOS DE CÁLCULO
PROJETO ESTRUTURAL
• CARGAS DAS EDIFICAÇÕES:
• Cargas permanentes: devem ser tomados os 
pesos reais dos materiais, o peso previsto 
pela NBR 6120:1980 para o aço é de 78,5 
kN/m³
21SISTEMA ESTRUTURAL E MÉTODOS DE CÁLCULO
PROJETO ESTRUTURAL
• MÉTODOS PARA PROJETO:
• Método das Tensões Admissíveis
• Método dos Estados Limites
AS NORMAS BRASILEIRAS DE AÇO, MADEIRA E 
CONCRETO ADOTAM O MÉTODO DOS 
ESTADOS LIMITES PARA O 
DIMENSIONAMENTO DAS ESTRUTURAS
22SISTEMA ESTRUTURAL E MÉTODOS DE CÁLCULO
SEGURANÇA ESTRUTURAL
• MÉTODO DOS ESTADOS LIMITES:
• Por estados limites, entende-se a ruptura 
mecânica do elemento estrutural (ELU) ou 
seu deslocamento excessivo (ELS), que 
tornem a estrutura inadequada para seu uso
• ELU: Estado Limite Último (segurança)
• ELS: Estado Limite de Serviço (desempenho)
23SISTEMA ESTRUTURAL E MÉTODOS DE CÁLCULO
SEGURANÇA ESTRUTURAL
• MÉTODO DOS ESTADOS LIMITES:
𝑆𝑑 ≤ 𝑅𝑑
𝑆𝑑 = 𝑆𝑘𝛾𝑓 𝑅𝑑 =
𝑅𝑘
𝛾𝑚
Buscam as combinações de ações que produzam 
solicitações críticas
24SISTEMA ESTRUTURAL E MÉTODOS DE CÁLCULO
SEGURANÇA ESTRUTURAL
• AÇÕES NAS ESTRUTURAS:
• Ações: São as causas que provocam esforços 
e deformações nas estruturas
• Solicitações: são os esforços atuantes na 
estrutura, decorrentes da atuação das ações
• Deslocamentos: variação da posição dos 
diversos pontos da estrutura
25SISTEMA ESTRUTURAL E MÉTODOS DE CÁLCULO
SEGURANÇA ESTRUTURAL
• AÇÕES NAS ESTRUTURAS:
• Ações permanentes: valores constantes 
durante a vida útil da estrutura
• Ações variáveis: apresentam variações 
significativas durante a vida útil da 
construção
• Ações excepcionais: duração extremamente 
curta e probabilidade muito baixa de 
ocorrência
26SISTEMA ESTRUTURAL E MÉTODOS DE CÁLCULO
SEGURANÇA ESTRUTURAL
• COMBINAÇÕES DE AÇÕES:
• A combinação das ações deve ser feita de 
forma que possam ser determinados os 
efeitos mais desfavoráveis para a estrutura
• A verificação do ELU e do ELS deve ser 
realizada em função de combinações últimas 
e combinações de serviço, respectivamente 
27SISTEMA ESTRUTURAL E MÉTODOS DE CÁLCULO
SEGURANÇA ESTRUTURAL
• COMBINAÇÕES DE AÇÕES (ELU)
• Combinação Última Normal
• Combinação Última Especial ou de Construção
• Combinação Última Excepcional
28SISTEMA ESTRUTURAL E MÉTODOS DE CÁLCULO
SEGURANÇA ESTRUTURAL
• COMBINAÇÕES DE AÇÕES (ELS)
• Combinação quase permanente de serviço
• Combinação frequente de serviço
• Combinação rara de serviço
29SISTEMA ESTRUTURAL E MÉTODOS DE CÁLCULO
SEGURANÇA ESTRUTURAL
30SISTEMA ESTRUTURAL E MÉTODOS DE CÁLCULO
31SISTEMA ESTRUTURAL E MÉTODOSDE CÁLCULO
32SISTEMA ESTRUTURAL E MÉTODOS DE CÁLCULO
33SISTEMA ESTRUTURAL E MÉTODOS DE CÁLCULO
EXEMPLO: Uma viga de um edifício comercial 
está sujeito a momentos fletores oriundos de 
diferentes cargas:
• Peso próprio da estrutura metálica: 𝑀𝑔1 = 10 𝑘𝑁.𝑚
• Peso dos outros componentes não metálicos 
permanentes: 𝑀𝑔2 = 50 𝑘𝑁.𝑚
• Ocupação da estrutura: 𝑀𝑞 = 30 𝑘𝑁.𝑚
• Ação do vento: 𝑀𝑤 = 20 𝑘𝑁.𝑚
Calcular o momento fletor solicitante de projeto 
(𝑀𝑑)
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