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Estruturas de aço e Madeira   Aula 2

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Disciplina: Estruturas de Aço e Madeira
Prof. Valdir Oliveira Junior
Critérios de dimensionamento
Sistemas Estruturais
➢ As estruturas devem oferecer segurança a todas as ações, por mais
desfavoráveis que sejam, ao longo de sua vida útil para o qual foi
projetada.
➢ As estruturas não devem atingir um estado limite imediato ou em
longo prazo, mesmo em condições precárias de funcionalidade.
➢ Além da previsão de todas as ações, do projeto adequado, é
necessário também que a estrutura tenha uma reserva de
resistência, garantida por coeficientes de segurança adequados.
➢O Método das Tensões Admissíveis foi o primeiro método a ser
utilizado para garantir a segurança. Até meados da década de 1980,
o projeto de estruturas metálicas NBR 8800 utilizava o Método das
Tensões Admissíveis.
Métodos dos Estados Limites 
Sistemas Estruturais
➢ Com a revisão da norma de estruturas metálicas em 1986, começou-
se a utilizar o Método dos Estados Limites.
➢ A NBR 8681:2003 Ações e Segurança nas Estruturas, define as
condições e critérios do Método dos Estados Limites.
➢ Um estado limite ocorre sempre que a estrutura deixa de satisfazer
um de seus objetivos.
➢ Eles podem ser divididos em Estados Limites Últimos (ELU) e
Estados Limites de Utilização, ou de Serviço (ELS).
Métodos dos Estados Limites
Sistemas Estruturais
➢ Quando uma seção da estrutura entra em escoamento, dois
fenômenos importantes acontecem:
a) o escoamento começa no ponto de maior tensão e depois de se
propaga a outros pontos da seção, aumentando sua resistência
interna;
b) em estruturas hiperestáticas, o escoamento de uma ou mais
seções provoca redistribuição dos momentos fletores,
aumentando a resistência da estrutura.
➢ Diz-se que uma estrutura é segura quando ela possui condições
de suportar todas as ações ao longo de sua vida útil para a qual foi
projetada.
Métodos dos Estados Limites
Sistemas Estruturais
➢ Por ações entendem-se todas as cargas (G, Q, CV, CE) que
provocam tensões na estrutura.
➢ A estrutura atinge seu estado limite último (ELU) quando:
✓ perde a estabilidade;
✓ em um de seus pontos o material atinge a tensão de ruptura;
✓ há uma deformação plástica excessiva.
➢ O conceito de segurança abrange o estado limite ao longo de sua
vida útil e às condições de funcionalidade.
➢ Por isso, existem os dois tipos de estados limites: estados limites
últimos (ELU) e estados limites de utilização (ELS).
Métodos dos Estados Limites
Sistemas Estruturais
➢ O método dos estados limites utilizado para o dimensionamento
dos componentes de uma estrutura (barras, elementos e meios de
ligação) exige que nenhum estado limite aplicável seja excedido
quando a estrutura for submetida a todas as combinações
apropriadas de ações.
➢ Quando a estrutura não mais atende aos objetivos para os quais foi
projetada, um ou mais estados limites foram excedidos.
➢ Os estados limites últimos estão relacionados com a segurança
da estrutura sujeita às combinações mais desfavoráveis de ações
previstas em toda a sua vida útil.
➢ Os estados limites de utilização estão relacionados com o
desempenho da estrutura sob condições normais de serviço.
Métodos dos Estados Limites
Sistemas Estruturais
➢ O princípio fundamental deste método é que a resistência de
cálculo (Rd) de cada componente ou conjunto da estrutura deve
ser igual ou superior à solicitação de cálculo (Sd).
➢ A resistência de cálculo é determinada para cada estado limite e é
igual ao produto de um coeficiente de minoração (ϕ) pela
resistência nominal (Rn), ou seja, Rd = ϕ* Rn. Portanto:
onde:
Sd = solicitação de cálculo
Rn = resistência nominal do material
ϕ= coeficiente de minoração do material
Métodos dos Estados Limites
Sistemas Estruturais
➢ No método dos estados limites, ainda, as ações devem ser
majoradas de um coeficiente de majoração das ações (γ)
onde:
Sd = solicitação de cálculo
S = esforço nominal
γ = coeficiente de majoração das ações
➢ Devemos seguir as recomendações da norma NBR 8681 () - Ações e
Segurança nas Estruturas, combinando as cargas e os coeficientes de
majoração especificados para cada uma delas.
Métodos dos Estados Limites
Sistemas Estruturais
➢ Os Estados Limites de Utilização estão associados às
cargas em serviço.
➢ Evita-se, assim, a sensação de insegurança dos usuários de
uma obra na presença de deslocamentos ou vibrações
excessivas, ou ainda, prejuízo de componentes não
estruturais como alvenarias e esquadrias.
➢ No Estado Limite de Utilização, as cargas são
combinadas como anteriormente explanado sem,
entretanto, majorar seus valores, ou seja, utilizando (γ
=1,0).
Peças Tracionadas
➢ Peças tracionadas são aquelas sujeitas a solicitações axiais de
tração, geralmente denominadas tração simples.
➢ As peças tracionadas podem ser empregadas em estruturas como
tirantes, barras tracionadas de treliças, etc.
➢ As peças tracionadas são dimensionadas admitindo-se distribuição
uniforme das tensões de tração na seção transversal considerada.
➢ Esta condição é obtida na maioria dos casos na prática,
principalmente se a peça não apresentar mudanças bruscas na seção
transversal.
➢ Admite-se que a carga de tração axial seja aplicada no centro de
gravidade (CG) da seção.
Peças Tracionadas
➢No dimensionamento analisam-se primeiramente as
condições de resistência e, em seguida, as condições de
estabilidade da barra.
➢As seções transversais das barras tracionadas podem ser
simples ou compostas como, por exemplo:
barras redondas;
barras chatas;
perfis laminados (L, C, D, I);
perfis compostos.
➢As ligações das extremidades das peças tracionadas com
outras partes da estrutura são feitas por diversos meios como:
soldagem, parafusos e rebites, rosca e porca para barras
rosqueadas.
Peças Tracionadas
Peças Tracionadas
Dimensionamento no Estado Limite Último (ELU) 
Peças Tracionadas
Dimensionamento no Estado Limite Último (ELU) 
➢A resistência de uma peça submetida a tração axial pode ser
determinada pela ruptura da seção líquida (que provoca
colapso), ou pelo escoamento generalizado da seção bruta
(que provoca deformações excessivas).
Peças tracionadas com furos
➢Os furos diminuem a área da seção transversal da peça.
➢Portanto, há um enfraquecimento na peça, que deve ser
considerado no dimensionamento.
Peças Tracionadas
Dimensionamento no Estado Limite Último (ELU) 
Peças tracionadas com furos
a)ruptura da seção líquida (condição de resistência): 
b)escoamento da seção bruta (condição de ductilidade): 
Onde: 
Peças Tracionadas
Dimensionamento no Estado Limite Último (ELU) 
Peças tracionadas com extremidades rosqueadas
As barras com extremidades rosqueadas, consideradas neste item, são
aquelas com diâmetro igual ou superior a 12,5 mm (1/2").
Onde:
Peças Tracionadas
Dimensionamento no Estado Limite Último (ELU) 
Peças ligadas com pinos
No caso de chapas ligadas por pinos, a resistência é determinada pela
ruptura da seção líquida efetiva.
Limitação de esbeltez das peças tracionadas
O Índice de Esbeltez (λ) é definido como a relação entre o
comprimento livre (não contra ventado) (L) e o raio de giração
mínimo (rmin ou imin) de sua seção transversal.
Peças Tracionadas
Dimensionamento no Estado Limite Último (ELU) 
Limitação de esbeltez das peças tracionadas 
➢ O índice de esbeltez é muito importante no dimensionamento de
peças comprimidas, nas quais pode ocorrer o fenômeno da
flambagem.
➢ Nas peças tracionadas, o índice de esbeltez não tem importância
fundamental, pois o esforço de tração tende a retificar a haste,
reduzindo a excentricidade construtiva inicial.
➢ Contudo, as normas fixam valores mínimos de coeficiente de
esbeltez, a fim de reduzir efeitos vibratórios provocados por
impactos, vento,

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