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Teoria das Estruturas I Professor Júlio César Aula 1 INTRODUÇÃO • Uma estrutura pode ser definida como uma composição de uma ou mais peças, ligadas entre si e ao meio exterior de modo a formar um sistema em equilíbrio. 2 EXEMPLOS DE ESTRUTURAS 3 TIPO DE ELEMENTOS ESTRUTURAIS • Elementos Unidimensionais Exemplos: vigas, pilar, cabos, tirantes etc • Elementos Bidimensionais Exemplos: lajes, paredes e cascas • Elementos Tridimensionais Exemplos: blocos/sapatas de fundação 4 EXEMPLOS DE ESTRUTURAS 5 Unidimensional Bidimensional Tridimensional GRANDEZAS FUNDAMENTAIS • Esforços Normais • Esforços Cortantes • Momento Fletor • Momento Torsor 6 CONDIÇÕES DE EQUILÍBRIO DE UM CORPO 7 x y z 0 0 0 0 M M M z y x M 0 0 0 0 F F F z y x R GRAUS DE LIBERDADE • Estrutura espacial possui seis graus de liberdade: três translações e três rotações. • A fim de evitar a tendência de movimento da estrutura, estes graus de liberdade precisam ser restringidos. • A restrição é dada pelos apoios, que são dispositivos mecânicos que impedem certos deslocamentos da estrutura. 8 APOIOS NO PLANO • Primeiro gênero – capaz de impedir o movimento do ponto vinculado do corpo numa direção pré-determinada. 9 APOIOS NO PLANO • Segundo gênero – capaz de impedir qualquer movimento do ponto vinculado do corpo em todas as direções, permanecendo livre apenas a rotação. 10 APOIOS NO PLANO • Terceiro gênero – capaz de impedir qualquer movimento do ponto vinculado do corpo (2 translações e 1 rotação). 11 CARREGAMENTOS • As estruturas devem ser dimensionadas de modo que atendam às cargas solicitantes. 12 Carga Concentrada Carga Momento Carga Distribuída TROCA CARGA DISTRIBUÍDA/CONCENTRADA • Carga distribuída deve ser substituída pela carga concentrada equivalente; • O módulo da carga concentrada equivalente e a posição devem ser determinados. 13 TROCA CARGA DISTRIBUÍDA/CONCENTRADA 14 A resultante tem módulo q x L e localiza- se no ponto médio da distribuição inicial. TROCA CARGA DISTRIBUÍDA/CONCENTRADA 15 A resultante tem módulo (q x L)/2 e localiza-se a 1/3 da base, a partir do ângulo reto. EXEMPLO 16 Calcular as reações de apoio na viga AB de 8m sob à ação de uma força concentrada de 30kN e um carregamento distribuído de 12kN/m EXEMPLO - SOLUÇÃO 17 • Inicialmente devemos “trocar” a carga distribuída de 12kN/m pela sua resultante; • Intensidade da resultante é equivalente à área do retângulo, ou seja, 12 x 8 = 96 kN; • A atuação desta resultante é no centroide deste retângulo, ou seja, a linha de ação passa pelo ponto médio da base. EXEMPLO - SOLUÇÃO 18 kNRaRaRbRayF 75,6612625,59096300 kNRbRb xRbxx AM 25,59474.8 084963300 Teoria das Estruturas I Professor Júlio César Atividade • a) Tipos de apoios; • b) Condições de Equilíbrio; • c) Cálculo de Reações 20
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