Resistência dos Materiais UFRGS - APOSTILA Definicoes

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ENG01140 – Turma C (Prof. Alexandre Pacheco) 
 
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1 DEFINIÇÕES E CONSIDERAÇÕES INICIAIS 
 
 
Carga: esforços (forças) que atuam externamente numa estrutura. 
 
Carregamento: o conjunto de cargas que atuam numa estrutura. 
 
Estrutura: conjunto de peças (elementos estruturais) interligadas destinadas a suportar 
cargas (carregamentos). 
 
Tipos de Elementos Estruturais: 
 
Com uma dimensão predominante: vigas; cabos; tirantes (cabos ou barras 
tracionadas); pilares; e bielas (barras bi-rotuladas comprimidas). 
 
Com duas dimensões predominantes: chapas (são planas, sem cargas perpendiculares); 
placas (planas, com cargas quaisquer); cascas (são curvas); e membranas (são 
flexíveis). 
 
Com as três dimensões igualmente significativas: blocos. 
 
Tipos de Sistemas Estruturais (modelos analíticos): 
 
Viga: desenvolve-se ao longo de uma reta e admite somente cargas no seu plano e 
momentos (vetor de dupla seta) perpendiculares a ele. 
Pórtico Plano: estrutura reticulada contida num plano, possuindo as mesmas condições 
das vigas quanto a cargas. 
E N G 0 1 1 4 0 
Casca 
Placa 
(laje) 
Barra 
(pilar) 
Barra 
(viga) 
Bloco 
Membrana Tirante 
Chapa 
Cabo 
Barra 
(biela) 
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Grelha: estrutura reticulada contida num plano que admite somente cargas 
perpendiculares a este plano e momentos contidos nele. 
Treliça Plana: barras retas conectadas por rótulas. Cargas somente nos nós. 
Treliça Espacial: mesmas condições da treliça plana, porém com uma geometria 3D. 
Pórtico Espacial: é o caso mais geral, pois admite geometrias e cargas quaisquer. 
 
Treliça 
Espacial 
Viga 
Pórtico 
Espacial 
Pórtico 
Plano 
Grelha 
Treliça 
Plana 
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Tipos de Carregamentos (modelos analíticos): 
A seguir, apresentam-se os modelos analíticos dos carregamentos tipicamente 
usados na engenharia de estruturas. 
 
Cargas de superfície: surgem devido ao contato entre elementos estruturais. Podem ser 
concentradas ou distribuídas. Uma carga distribuída numa linha é uma idealização 
(modelo analítico) de uma distribuição de carga que se desenvolve predominantemente 
numa única dimensão. Uma carga concentrada é uma idealização (modelo analítico) 
de uma distribuição de carga que atua numa superfície muito pequena, quando 
comparada com as dimensões do elemento estrutural analisado. 
 
Cargas de corpo ou de volume: cargas que se processam por ações à distância, sem 
contato, como a ação gravitacional (peso) ou ações de origem eletromagnética. 
 
 
P = m . g 
CG (centro de 
gravidade) 
F 
NT 
NT 
F 
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Sistemas de Unidades: 
A figura abaixo mostra algumas configurações de carga (modelos analíticos) com 
algumas possíveis unidades a serem usadas em dois sistemas de unidades. 
 
Neste curso, se trabalhará com dois sistemas de unidades: o Sistema Internacional 
de Unidades, SI, e o US Customary System, ou sistema FPS (foot-pound-second ou pé-
libra-segundo). 
O SI já é bastante conhecido, pois é largamente utilizado tanto no meio acadêmico 
como no dia-a-dia. Ele se baseia, até o momento, em sete grandezas fundamentais, a 
saber: comprimento [m], massa [kg], tempo [s], corrente elétrica [A], temperatura 
termodinâmica [K], quantidade de substância [mol], e intensidade luminosa [cd]. Das 
grandezas derivadas, é de particular importância para a engenharia de estruturas a unidade 
de força (Newton, N), suas taxas por unidade de comprimento ou área (N/m; 1 N/m2 = 1 
Pascal, Pa), e os seguintes sufixos multiplicadores, comuns ao sistema: giga, G (10+9), 
mega, M (10+6), quilo, k (10+3), mili, m (10-3), micro, µ (10-6), e nano, n (10-9). 
O sistema FPS trabalha basicamente com as grandezas de força (libra, lb), 
comprimento (pé, ft), e tempo (segundo, sec) e mesmo sendo um sistema praticamente em 
desuso no mundo todo e, portanto, em franca obsolescência, ainda ganha grande apoio por 
parte do país tecnologicamente mais avançado do planeta até esta dada: os Estados Unidos 
da América. Assim, com um intuito meramente informativo, surgirão alguns poucos 
exemplos ao longo da disciplina com as seguintes unidades: kip (kilopounds ou 1000 lb); 
ppf (pounds per foot ou lb/ft), psf (pounds per square foot ou lb/ft2), psi (pounds per 
square inch ou lb/in.2), e ksi (kilopound per square inch ou 1000 lb/in.2). É comum 
também se escrever: 1 lb como 1 # (1 libra), ou 1 ft como 1´ (1 pé), 1 in. como 1” (1 
polegada), e 1 kip somente como 1 k (mil libras). 
Outra informação importante é que 1 ft é igual a 12 in. Ainda: 1 yd (1 yard ou 
jarda) é igual a 3 ft, e 1 mi (1 mile ou milha) é igual a 5280 ft). 
SI: kN 
FPS: kip 
SI: kN.m 
FPS: kip-ft (k-´) 
SI: kN/m 
FPS: ppf 
SI: N/m 
FPS: ppf 
SI: MPa 
FPS: ksi 
SI: N/m 
FPS: lb/in.