Aula 1 Teoria I Apresentação e Introdução

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TEORIA DAS ESTRUTURAS I
AULA 1 – Apresentação do Plano de Curso, expectativas, introdução e nivelamento.
Prof.ª Wanessa Mesquita Godoi Quaresma
UNIEVANGÉLICA – CENTRO UNIVERSITÁRIO DE ANÁPOLIS
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APRESENTAÇÃO DO PLANO DE CURSO
Ideia Básica
Estudar Métodos de Análise de Estruturas Hiperestáticas e sua aplicação no projeto de estruturas.
Método de Análise: Metodologia de determinação de esforços e deslocamentos em uma estrutura para um carregamento dado.
Estruturas Hiperestáticas: São estruturas para as quais somente as equações da estática não fornecem diretamente os esforços.
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Requisitos Necessários
MECÂNICA VETORIAL
Para o estudo da resistência dos materiais é necessário o conhecimento básico de ESTÁTICA.
Corpos Rígidos.
RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS I e II
Tensões: Compressão, Tração e Cisalhante.
Deformações.
Corpos Axialmente Carregados.
ISOSTÁTICA
Esforços Internos: Normais, Cortantes e Momento Fletor.
Diagramas.
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Conhecimentos Posteriores
TEORIA DAS ESTRUTURAS II
Esforços Internos e diagramas de estruturas hiperestáticas – Método dos deslocamentos.
CONCRETO ARMADO I e II
Conceituação, classificação, concepção, dimensionamento e detalhamento dos elementos estruturais de concreto armado.
ESTRUTURAS DE MADEIRA
Análises, concepções de formas e dimensionamento de estruturas de madeira.
ESTRUTURAS METÁLICAS
Perfis metálicos e suas utilizações.
Análises, concepções e dimensionamento de estruturas metálicas.
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Ementa
Energia de deformação;
Princípio dos trabalhos virtuais;
Fundamentos do método das forças;
Cálculo de Estruturas Hiperestáticas usando o método das forças.
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Objetivo
Dominar a técnica do método das forças no cálculo de estruturas hiperestáticas para, futuramente, projetar adequadamente as estruturas em geral.
Como?
	Aulas expositivas e aplicação de exercícios.
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Avaliações
1VA – 100 pontos
	Lista de exercícios – 20 pontos -21/03
	Avaliação – 80 pontos – 21/03
2VA – 100 pontos
	 Lista de exercícios – 20 pontos -25/04
	Avaliação – 80 pontos – 25/04
3VA – 100 pontos
	 Lista de exercícios – 20 pontos -13/06 
	Avaliação – 80 pontos – 13/06
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Bibliografia
Básica
SORIANO, H. L.; LIMA, S.S. Análise de estruturas: método das forças e método dos deslocamentos. 2. ed. Rio de Janeiro, RJ: Ciência Moderna, 2006. 
MARTHA, L. F. Análise de estruturas. 1. ed. Rio de Janeiro: Campus-Elsevier, 2010. 
ALMEIDA, M. C. F. Estruturas isostáticas. São Paulo, SP: Oficina de Textos, 2010.
Complementar
SORIANO, H. L. Estática das estruturas. 2. ed. Rio de Janeiro: Ciência Moderna, 2012.
SORIANO, H. L. Análise de estruturas, Vol 2. Rio de Janeiro, RJ: Ciência Moderna, 2012.
KRIPKA, M. Análise estrutural para engenharia civil e arquitetura: estruturas isostáticas. 2ª ed. PINI, 2011.
LEET, K.M.; UANG, C.M.; GILBERT, A.M. Fundamentos da análise estrutural. 3ª ed. Porto Alegre: AMGH, 2010. Disponível em: 
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/9788563308344/cfi/0!/4/2@100:0.00
McCORMAC, J.C. Análise estrutural: usando métodos clássicos e métodos matriciais. Rio de Janeiro: LTC, 2009. Disponível em: 
https://integrada.minhabiblioteca.com.br/#/books/978-85-216-2496-7/cfi/0!/4/4@0.00:18.5
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EXPECTATIVAS
Objetivo do curso 
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APRENDIZADO
EVOLUÇÃO
AMOR PELAS ESTRUTURAS
RACIOCÍNIO
ENTUSIASMO
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RESPEITO
PROFISSIONAIS!
Como?
Horários
TODAS AS QUARTAS-FEIRAS
Início das aulas – 19:00h
Intervalo – 20h40min até as 21:00h
Final das aulas – 22h40min
As mudanças são permitidas caso combinado antes devido alguma atividade necessária para os alunos ou para a instituição.
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Chamada
Chamada lançada no sistema as 22h15min.
Frequência obrigatória! 
Atestado não abona falta.
Pode ocorrer de ser feito mais de uma chamada no dia;
Dia de prova ou entrega de trabalho a presença é feita pela lista de entrega e lançada no sistema logo após a aula;
Para conclusão do curso é preciso 75% de presença.
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Aulas
O material necessário para cada aula será postado no sistema sempre com antecedência.
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Atividades
Serão 3 listas avaliativas (individual) com o valor de 30 pontos entregues nas datas das provas.
	
Caso o trabalho não consiga ser entregue na data combinada ele perde 30% do valor automaticamente;
Cada dia de atraso é acrescentado 2%a.d.
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Provas
As provas serão baseadas nas listas de exercícios extras postadas no sistema.
A prova será lida e explicada pela professora antes da entrega ao aluno. Usarei um sistema de pontuação para dúvidas durante a prova pois, a interpretação faz parte do processo de avaliação.
Provas de consulta pode-se usar qualquer material exceto o colega*!
Provas individuais é extremamente proibido a consulta de qualquer material que não esteja na prova!
No caso de cola será avaliada a punição que pode ser desconto na nota, mudança de lugar ou até mesmo nota zero.
*Em caso de dupla – Não consultar outra dupla;
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Provas
A correção das provas com os alunos será feita na aula posterior e então entregues, caso não consiga comparecer na aula pegar somente em horário extra classe.
Deve ser assinada a lista de recebimento de prova!
Não será permitido a entrega de prova à outro aluno.
Provas de segunda chamada deverão ser solicitadas no sistema online no prazo de 3 dias. Caso seja aprovado não será permitido consulta.
2ªChamada de 1VA – 29/03/2018
2ªChamada de 2VA – 03/05/2018
2ªChamada de 3VA – 20/06/2018
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Notas
Sempre conferir a nota na entrega da prova ou trabalho!
Cada atividade avaliativa terá o sistema de avaliação.
OS TRABALHOS SERÃO CORRIGIDOS!
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Contatos
E-mail: wanessamgq@gmail.com
Redes sociais e aplicativos de mensagens dificilmente respondo!
Horários de atendimento – Segunda a tarde e noite (Marcar)
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INTRODUÇÃO E NIVELAMENTO
Exemplos – Sistemas Estruturais
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Metropol Parasol no Centro urbano contemporâneo de Sevilla-Espanha
http://www.galeriadaarquitetura.com.br/Blog/post/estrutura-em-forma-de-cogumelos-gigantes-e-a-maior-do-mundo-feita-em-madeira
Exemplos – Sistemas Estruturais
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Torre Eiffel na França
http://www.toureiffel.paris/en/all-about-the-eiffel-tower/history-and-figures-about-the-eiffel-tower/the-eiffel-tower-at-a-glance
Projeto estrutural
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Concepção estrutural
Pré-dimensionamento
Análise estrutural
Dimensionamento dos elementos estruturais
Verificações complementares
Satisfaz?
Arquitetura
Novas dimensões
Desenho
Detalhamento
S
N
Projeto estrutural
Concepção da estrutura
	Atender às necessidades para as quais ela será construída e documentar.
Condições
Segurança;
Utilização;
Econômicas;
Construtivas;
Estéticas;
Legais;
Ambientais.
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Análise estrutural
Etapa do projeto estrutural na qual é feita uma previsão do comportamento da estrutura.
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Modelo Computacional
Estrutura Real
Modelo Estrutural
Modelo Discreto
Idealização do Comportamento
Discretização em parâmetros
Implementação computacional
Análise estrutural
Previsão do comportamento da estrutura
Determinação de esforços e deslocamentos em uma estrutura para um carregamento dado;
Com os esforços, o projetista pode dimensionar a estrutura;
Os deslocamentos devem ser aceitáveis.Peça ou elemento estrutural
	Todo sólido capaz de receber e transmitir cargas.
Sistema Estrutural
	Conjunto de peças convenientemente associadas.
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Por que aprender hiperestática?
Para entender os métodos utilizados para análise de estruturas reticuladas planas;
Para ser capaz de aplicar esses métodos para o projeto de estruturas;
Para aprender a usar um programa de computador para análise de estruturas reticuladas.
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Modelo Matemático – Previsão do comportamento da estrutura
Equações matemáticas que traduzem o comportamento da estrutura e das ações idealizadas:
Equilíbrio;
Compatibilidade;
Constitutivas.
Obtenção da resposta da estrutura idealizada:
Incógnitas das equações;
Valores internos aos elementos.
Interpretação dos resultados
Verificação da coerência entre a estrutura real e a idealizada.
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Resposta da estrutura
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Reações de apoio
Esforços internos
Deslocamentos
Tensões
Deformações
Cargas em outros elementos estruturais ou no solo
Dimensionamento
Verificações de utilização
Introdução a Teoria das Estruturas
Para a melhor compreensão sobre os Sistemas Estruturais, devemos conhecer alguns conceitos básicos sobre as Estruturas.
Estrutura
Ações
Reações de Apoio
Solicitação
Equilíbrio
Diagramas
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Introdução a Teoria das Estruturas
Estrutura
Definição: Estrutura é um sistema destinado a proporcionar o equilíbrio de um conjunto de ações, capaz de suportar as diversas ações que vierem a solicitá-la durante a sua vida útil sem que ela perca a sua função. 
Para estudo das forças atuantes na estrutura, consideramos as formadas pela composição de três peças:
	barras: pequenas dimensões transversais em relação ao comprimento.
	blocos: as três dimensões com pequenas diferenças.
	chapas: superfícies grandes em relação a sua espessura.
Classificação:
Hipostática
Isostática
Hiperestática
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Introdução a Teoria das Estruturas
Estrutura
Classificação:
Hipostática: possui vínculos insuficientes para garantir a sua total imobilidade.
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Introdução a Teoria das Estruturas
Estrutura
Classificação:
Isostática: possui vínculos estritamente necessários para garantir a sua total imobilidade.
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Introdução a Teoria das Estruturas
Estrutura
Classificação:
Hiperestática: possui vínculos super abundantes para garantir a sua total imobilidade.
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Introdução a Teoria das Estruturas
Estrutura
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Introdução a Teoria das Estruturas
Estrutura
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Introdução a Teoria das Estruturas
Estrutura
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Introdução a Teoria das Estruturas
Ações
Definição: Ações é toda influência exercida sobre um corpo capaz de produzir um estado de tensão ou modificar o estado já existente. Carregamento é o conjunto de ações que atuam simultaneamente para a determinação dos esforços solicitantes num sistema estrutural.
Os carregamentos podem ocorrer devido:
	As ações ativas: forças ou momentos aplicados na estrutura.
	As ações reativas: forças ou momentos devido as reações de apoio.
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Introdução a Teoria das Estruturas
Ações
Classificação - As ações são classificadas:
	Forças: agente físico capaz de alterar o estado de repouso ou de movimento uniforme de um corpo material
	Momentos: produto vetorial entre a força aplicada num ponto e o seu vetor posição. Caracteriza o efeito de rotação em torno de um eixo que a força pode produzir.
 
	Estáticas: Ação estática na estrutura.
	Dinâmicas: Ação variável na estrutura.
 
	Diretas: Cargas permanentes, cargas variáveis e cargas acidentais.
	Indiretas: Deformações impostas; retração, fluência, protensão, deslocamento dos apoios.
 
	Acidentais: Ação esporádica na estrutura, constituída em função do uso da estrutura.
	Permanentes: Constituída pelo peso próprio e pelas sobrecargas dos elementos construtivos e instalações permanentes.
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Introdução a Teoria das Estruturas
Ações
Classificação - As ações são classificadas:
	Concentradas: Ação com extensão de aplicação pequena em relação ao tamanho da estrutura.
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Introdução a Teoria das Estruturas
Ações
Classificação - As ações são classificadas:
	Distribuídas: Ação distribuída em parte da extensão da estrutura. Pode ocorrer de duas formas:
 Uniforme 				Não Uniforme
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Introdução a Teoria das Estruturas
Ações
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Introdução a Teoria das Estruturas
Ações
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Introdução a Teoria das Estruturas
Ações
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Introdução a Teoria das Estruturas
Reações de Apoio
Definição: As Reações de Apoio são responsáveis pelo vínculo da estrutura ao solo ou a outras partes da mesma, de modo a ficar assegurada sua imobilidade, a menos dos pequenos deslocamentos devidos às deformações.
Classificação: Nos sistemas planos, existem três tipos de movimentos. 
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Introdução a Teoria das Estruturas
Reações de Apoio
Os vínculos podem ser classificados em função do número de movimentos que impedem. Portanto temos apoios com três graus de liberdade: 
Vínculo Simples
Vínculo Duplo
Vínculo Triplo
 
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Introdução a Teoria das Estruturas
Reações de Apoio
Vínculo Simples: Apoio Móvel, impede apenas um movimento, normalmente de translação.
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Introdução a Teoria das Estruturas
Reações de Apoio
Vínculo Duplo: Apoio Fixo, impede dois movimentos, normalmente permitindo apenas o de rotação.
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Introdução a Teoria das Estruturas
Reações de Apoio
Vínculo Triplo: Engastamento, impede os três movimentos, os dois de translação e o de rotação.
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Introdução a Teoria das Estruturas
Reações de Apoio
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Introdução a Teoria das Estruturas
Reações de Apoio
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Introdução a Teoria das Estruturas
Reações de Apoio
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Introdução a Teoria das Estruturas
Reações de Apoio
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Reações de Apoio
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Reações de Apoio
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Reações de Apoio
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Reações de Apoio
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Introdução a Teoria das Estruturas
Solicitação
Definição: Solicitação é todo esforço ou conjunto de esforços que devido às ações se exerçam sobre uma ou mais seções de um elemento da estrutura.
	A solicitações provocam na estrutura dois tipos de tensões:
Tensões Normais: podendo ser de 
 Tração Compressão
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Solicitação
Tensões de cisalhamento.
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Solicitação
Classificação:
Força Normal
Força Cortante
Momento Fletor
Momento Torsor
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Solicitação
Força Normal (N): A Força Normal é representa a soma algébrica de todas forças contidas no plano YX, portanto, perpendicular à seção transversal, produzindo no plano YZ tensões normais. Consideramos a Força Normal, como tração(+) se esta é dirigida para forado corpo ou compressão(-) se esta é dirigida para dentro do corpo.
 Tração			 Compressão
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Introdução a Teoria das Estruturas
Solicitação
Força Cortante (V): A Força Cortante representa a soma algébrica de todas forças contidas no plano YZ, perpendicular ao eixo da peça. Produzindo esforço que tende a deslizar uma seção em relação a outra, provocando tensões de cisalhamento.
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Introdução a Teoria das Estruturas
Solicitação
Momento Fletor (Mf): O Momento Fletor representa a soma algébrica dos momentos relativas a seção YX, contidos no eixo da peça, gerados por cargas aplicadas transversalmente ao eixo longitudinal. Produzindo esforço que tende a curvar o eixo longitudinal, provocando tensões normais de tração e compressão na estrutura.
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Solicitação
Momento Torsor (Mt): O Momento Torsor representa a soma algébrica dos momentos gerados por cargas contidas ou que possuam componentes no plano YZ, perpendicular ao eixo X. Produzindo esforço que tende a fazer girar a seção em torno do eixo longitudinal, provocando tensões de cisalhamento.
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Equilíbrio
Definição: Uma estrutura está em equilíbrio estático quando as grandezas externas possuem o mesmo módulo das grandezas internas, onde a soma de todas deformações dos esforços internos gera o deslocamento das ações ativas e reativas na estrutura.
As condições de equilíbrio são indispensáveis para o cálculo das reações de estruturas isostáticas e hiperestáticas.
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Equilíbrio
O equilíbrio estático de um sistemas de forças coplanares deve preencher as condições das três equações da estática:
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Resultante das forças horizontais igual a zero (SH=0)
A resultante dos momentos das forças e dos momentos aplicados é igual a zero (SM=0)
Resultante das forças verticais igual a zero (SV=0)
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Diagramas
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Definição: Diagramas ou Linhas de Estado são o estudo gráfico dos esforços simples. Esses gráficos retratam os valores dos esforços simples ao longo da estrutura, permitindo a visualização das variações desses esforços de uma seção para outra.
Classificação:
Diagrama de Força Normal: retrata os esforços normais (tração e compressão) ao longo da estrutura.
Diagrama de Força Cortante: retrata os esforços cortantes (cisalhamento) ao longo da estrutura.
Diagrama de Momento: retrata os esforços de flexão ao longo da estrutura.
Linha de Influência: retrata os esforços de uma seção da estrutura, em relação a variação de uma força na estrutura.
Introdução a Teoria das Estruturas
Diagramas
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Diagrama de Força Normal:
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Diagramas
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Diagrama de Força Cortante:
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Diagramas
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Diagrama de Momento:
Próximo estudo...
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