AULA 3

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SISTEMAS ESTRUTURAIS II
AULA 03 | SISTEMAS ESTRUTURAIS BÁSICOS: ARCO
PROFESSOR FELIPE LANDIM
https://sites.google.com/view/felipelandim
Ponte de Alcântara| Toledo, Espanha
Ponte da Arrábida | Porto, Portugal
Arcos da Lapa | Rio de Janeiro, Brasil
Shopping Center Iguatemi | Fortaleza, Brasil
Shopping Center Iguatemi | Fortaleza, Brasil
COMPORTAMENTO
ARCOARCOARCOARCO
� Forma invertida simetricamente de cada um dos funiculares do cabo 
em relação à horizontal.
�Uso de um elemento rígido.
� Esforços de compressão simples.
COMPORTAMENTO
� Forma – funiculares das cargas 
que atuam sobre eles (não 
ocorrência de flexão).
�Cada vez que o funicular das 
cargas desvia-se do eixo do 
arco originam-se esforços de 
flexão, sendo que quanto 
maiores fores os desvios 
maiores serão esses esforços.
COMPORTAMENTO
�Como no cabo, a força horizontal (reação nos apoios) é inversamente 
proporcional à flecha.
�Quanto maior a flecha menor o empuxo horizontal e vice-versa.
� Intensidade da compressão é diretamente proporcional ao empuxo –
quanto maior a flecha menor é a solicitação no arco.
COMPORTAMENTO
�Arcos abatidos são mais curtos mas 
apresentam maior seção transversal, 
enquanto que arcos com grande flecha 
são mais longos e têm seção menor.
�Relação entre a flecha e o vão que 
resulta no menor volume de 
material: 
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Ponte Margaret Hunt Hill| Dallas
Craigellachie| Escócia
COMPORTAMENTO
� FLAMBAGEM – por ser um elemento 
estrutural longo e submetido a 
compressão, o arco está sempre 
sujeito à flambagem.
� Fora de seu plano – estabilização do 
arco feita por travamentos 
perpendiculares ao seu plano.
�No plano do arco – deve-se elevar a 
sua rigidez, aumentado a inércia da 
sua seção transversal (dimensão 
vertical).
COMPORTAMENTO
� Para arcos funiculares em catenária 
ou parabólicos:
�O esforço de compressão varia ao 
longo do seu comprimento –
mínimo no topo e máximo junto 
aos apoios;
� Para efeito de maior economia de 
material, pode-se variar a seção ao 
logo do comprimento, fazendo-a 
máxima junto aos apoios.
COMPORTAMENTO
�Alterações na forma causadas por dilatações térmicas, por retração do 
material ou por deformações imediatas ou lentas podem provocar 
alterações no estado de solicitação do arco, pois estarão sendo 
introduzidos esforços para os quais o arco não foi dimensionado, 
podendo leva-lo à ruína.
COMPORTAMENTO
�Os arcos podem apresentar alguns vínculos que permitam rotação 
relativa entre duas seções adjacentes.
�O número máximo de articulações que podem ocorrem num arco é 3. 
Acima disso, o arco torna-se hipostático.
�As articulações dos arcos normalmente ocorrem nos apoios e no topo.
COMPORTAMENTO
� TRIARTICULADOS – adaptam-se bem às 
mudanças de forma e variação de esforços. 
Podem ser montados em partes (execução 
mais simples). Mais sensíveis à flambagem.
� BIARTICULADOS – sofrem maiores influências 
quando ocorrem variações de forma, devidas 
ao comportamento do material ou térmicas.
� BIENGASTADOS – não apresentam 
articulações.
COMPORTAMENTO
� Empuxos horizontais:
�Absorvidos diretamente pelos apoios – dimensionamento maior;
�Absorvidos por tirante – fazem com que apenas cargas verticais 
sejam depositadas nos apoios, diminuindo as dimensões destes.
MATERIAIS E SEÇÕES USUAIS
�O aço, a madeira e o concreto são materiais que apresentam 
resistência adequada ao esforço de compressão simples:
�Aço – por ter maior resistência, resulta em estrutura mais leve, 
sendo indicada para grandes vãos;
�Madeira – por ser suscetível ao fogo, é usada quando o efeito 
estético se impõe;
�Concreto – requer menos manutenção, sendo o material que 
implica a estrutura mais pesada.
MATERIAIS E SEÇÕES USUAIS
� Seções com material distribuído predominantemente longe do centro 
de gravidade são as mais indicadas.
� Tubo de seção circular – seção ideal para combater a compressão:
�Dificuldade de curvar tubos de aço;
�Madeira e concreto – impossibilidade de seções vazadas.
MATERIAIS E SEÇÕES USUAIS
�Usa-se seções retangulares verticais:
�Madeira – facilidade de execução da curvatura e possibilidade de 
seções cheias (peças laminadas);
�Concreto armado – não apresenta dificuldade de curvatura (material 
moldável) mas apresenta dificuldade de formas no local.
�Arcos de aço e de madeira – executados fora e montados no local.
APLICAÇÕES E LIMITES DE UTILIZAÇÃO
�Depois do cabo, o arco é o 
sistema que vence maiores vãos 
com as menores quantidades de 
material.
�Uso para vãos de médio e grande 
porte:
�Coberturas de galpões – vãos da 
ordem de 120 m, como em 
hangares de avião;
� Pontes – até 500 m, como na 
ponte de Sandö, na Suécia.
Sandö Bridge | Suécia
APLICAÇÕES E LIMITES DE UTILIZAÇÃO
APLICAÇÕES E LIMITES DE UTILIZAÇÃO
APLICAÇÕES E LIMITES DE UTILIZAÇÃO
APLICAÇÕES E LIMITES DE UTILIZAÇÃO
MATERIAL DE APOIO
�REBELLO, Yopanan Conrado Pereira. A concepção estrutural e a A concepção estrutural e a A concepção estrutural e a A concepção estrutural e a 
arquiteturaarquiteturaarquiteturaarquitetura. 10. ed. São Paulo: Editora Zigurate, 2000. p. 85-97.
� ENGEL, Heino. Sistemas estruturaisSistemas estruturaisSistemas estruturaisSistemas estruturais. Barcelona: Gustavo Gili, 2009. p. 
63, 64, 112-117.
� https://vimeo.com/147656245
� https://vimeo.com/147656244
� https://vimeo.com/147656246
MATERIAL DE APOIO
� https://vimeo.com/147701846
� https://vimeo.com/147701845
� https://vimeo.com/147701849
� https://vimeo.com/147701847
� https://vimeo.com/147701848
� https://vimeo.com/147701850
� https://vimeo.com/147701851
� https://vimeo.com/147701852
� https://vimeo.com/147701854
� https://vimeo.com/147701853