Aula 1 disciplina online - Teoria das Estruturas I

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14/05/2018 Disciplina Portal
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FUNDAMENTOS DE COMPONENTES
A Mecânica é uma ciência física aplicada que trata dos estudos das forças (glossário) e dos movimentos. Ela descreve
e prediz as condições de repouso ou movimento de corpos sob a ação de forças.
Fonte: popular business / Shutterstock
A �nalidade da Mecânica é explicar e prever
fenômenos físicos, concedendo, assim, os
fundamentos para as aplicações da
Engenharia.
CONCEITOS FUNDAMENTAIS
Os conceitos fundamentais da Mecânica baseiam-se na Mecânica Newtoniana:
Espaço 
É associado à noção de posição de um ponto material, o qual pode ser de�nido
por três comprimentos, medidos a partir de certo ponto de referência, ou de
origem, segundo três direções dadas. Esses comprimentos são conhecidos
como as coordenadas do ponto;
Tempo 
Para se de�nir um evento não é su�ciente de�nir sua posição no espaço. O
tempo ou instante em que o evento ocorre também deve ser dado;
Força 
Representa a ação de um corpo sobre outro; é a causa que tende a produzir
movimento ou a modi�cá-lo. A força é caracterizada pelo seu ponto de
aplicação, sua intensidade, direção e sentido; ela é representada por um vetor.
SISTEMA INTERNACIONAL DE UNIDADES
O Sistema Internacional de Unidades (SI) é subdividido em:
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• unidades básicas: metro (m), quilograma (kg) e segundo (s); 
• unidades derivadas, entre outras: Newton, Joule, Pascal etc.
As unidades do SI formam um sistema absoluto de unidades. Isso signi�ca que as três unidades básicas escolhidas
são independentes dos locais onde são feitas as medições.
Fonte da Imagem: Shutterstock
A força é medida em Newton (N) que é de�nido como a força que imprime a aceleração de 1 m/s à massa de 1 kg. A
partir da equação F=m.a (Segunda Lei de Newton), escreve-se: 1 N = 1 kg × 1 m/s .
O peso de um corpo também é uma força, e é expresso em Newton (N). Da equação P=m.g (Terceira Lei de Newton ou
Lei da Gravitação) segue-se que o peso de um corpo de massa 1 kg é = (1 kg) × (9,81 m/s ) = 9,81 N, onde g =
9,81m/s é a aceleração da gravidade.
A pressão é medida no SI em Pascal (Pa) que é de�nido como a pressão exercida por uma força de 1 Newton
uniformemente distribuída sobre uma superfície plana de 1 metro quadrado de área, perpendicular à direção da força
Pa = N/m . Pascal é também unidade de tensões normais (compressão ou tração) ou tensões tangenciais
(cisalhamento).
TIPOS DE ELEMENTOS ESTRUTURAIS
Neste item apresenta-se uma classi�cação dos elementos estruturais com base na Geometria e nas dimensões, e
também as principais características dos elementos estruturais mais importantes e comuns nas construções.
Fonte da Imagem: In Green / Shutterstock
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Elementos Lineares — Unidimensionais 
São aqueles onde o comprimento longitudinal é maior em pelo menos três vezes a maior dimensão da seção
transversal (NBR 6118, item 14.4.1), chamados “barras”. Os exemplos mais comuns são: vigas; pilar ou coluna; arcos;
treliças; tirante e grelha.
Fonte da Imagem: zhu difeng / Shutterstock
Elementos Bidimensionais 
Também chamados “elementos de superfície”, são aqueles onde a espessura é pequena comparada às outras duas
dimensões (comprimento e largura) (NBR 6118, item 14.4.2). Os exemplos mais comuns são lajes, paredes e cascas.
Fonte da Imagem: Christian Delbert / Shutterstock
Elementos Tridimensionais 
São os elementos onde as três dimensões têm a mesma ordem de grandeza. Exemplos mais comuns: os blocos de
fundação e as sapatas de fundação.
CONDIÇÕES DE EQUILÍBRIO
Um corpo qualquer submetido a um sistema de forças está em equilíbrio estático caso não haja qualquer tendência à
translação ou à rotação.
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As equações universais da Estática, que regem o equilíbrio de um sistema de forças no espaço, são:
No plano, na análise de solicitações em estruturas isostáticas serão sempre utilizadas as equações fundamentais da
estática: 
∑Fx = 0 (somatório das forças horizontais igual à zero) 
∑Fy = 0 (somatório das forças verticais igual à zero) 
∑MF = 0 (somatório dos momentos �etores igual à zero) 
∑MT = 0 (somatório dos momentos torsores igual à zero)
GRAUS DE LIBERDADE
Uma estrutura espacial possui 6 graus de liberdade: 3 translações e 3 rotações segundo 3 eixos ortogonais.
A �m de evitar a tendência de movimento da estrutura, esses graus de liberdade precisam ser restringidos. Essa
restrição é dada pelos apoios (vínculos), que são dispositivos mecânicos o quais, por meio de esforços reativos,
impedem certos deslocamentos da estrutura. 
Esses esforços reativos (reações), juntamente com as ações (cargas aplicadas à estrutura) formam um sistema em
equilíbrio estático.
APARELHOS DE APOIO
Para garantir que uma estrutura ou um elemento estrutural permaneça na posição desejada sob todas as condições de
carregamento, eles são �xados em uma fundação ou conectados a outros membros estruturais por meio de apoios. 
As representações para os apoios mais usuais serão destacadas a seguir.
CARREGAMENTOS
As estruturas devem ser dimensionadas de modo que atenda as cargas que uma estrutura deve suportar.
Normalmente, são dois tipos: carga permanente e sobrecarga.
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Fonte da Imagem:
Cargas concentradas 
São uma forma aproximada de tratar cargas distribuídas segundo áreas muito reduzidas (em presença das dimensões
da estrutura). São representadas por cargas aplicadas pontualmente.
Fonte da Imagem:
Cargas-momento 
São cargas do tipo momento �etor (ou torsor) aplicadas em um ponto qualquer da estrutura.
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Cargas distribuídas 
São cargas distribuídas continuamente. Os tipos mais usuais são as uniformemente distribuídas e as triangulares
(casos de empuxos de terra ou água).
Fonte da Imagem:
Observação 
• na carga triangular, a resultante �ca a 1/3 da maior altura; 
• na carga retangular, a resultante �ca no centro (l/s).
ATIVIDADE
1) Na prática, o que seria uma carga permanente e uma carga móvel?
Resposta Correta
ATIVIDADE
2) O que seria uma carga distribuída? E carga concentrada?
Resposta Correta