Treliças e Vigas Vierendeel

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SISTEMAS ESTRUTURAIS II 
SISTEMAS ESTRUTURAIS BÁSICOS 
TRELIÇA --- Definição: 
--- A treliça é um sistema estrutural formado por barras que se 
unem em pontos denominados nós. 
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TRELIÇA --- Comportamento: 
--- Sabe-se que um cabo submetido a uma carga no seu centro, 
adquire a forma triangular devido as forças de tração, também 
aparecem forças horizontais nos apoios denominadas empuxo. 
--- Ao se inverter esse cabo usando barras rígidas, as forças de 
tração se transformam em forças de compressão e o empuxo que 
ocorria de fora para dentro, inverte-se passando a ocorrer de 
dentro para fora. 
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TRELIÇA --- Comportamento: 
--- Ao se colocar duas treliças dessas lado a lado e se retirar o 
apoio central, as duas treliças tenderão a se aproximar. Para 
evitar essa aproximação, pode-se colocar entre as duas uma 
nova barra e o vão vencido será maior. 
--- Prosseguindo com esse raciocínio, vão-se formando treliças 
cada vez maiores e que vencem vãos também maiores. 
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TRELIÇA --- Comportamento: 
--- Duas são as características mais importantes da treliça: 
------1. Em todas as situações, as treliças estarão sempre com 
suas barras submetidas a esforços de tração e compressão 
simples. 
------2. As barras sempre formarão triângulos. 
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TRELIÇA --- Comportamento: 
--- As cargas sobre as treliças devem ser sempre aplicadas aos 
nós. Cargas fora dos nós fazem com que as barras trabalhem à 
flexão, exigindo maior dimensionamento. 
--- A inclinação das diagonais é outra preocupação, pois diagonais 
muito abatidas desenvolvem grandes esforços e diagonais muito 
inclinadas aumenta o número de peças. A inclinação ideal fica 
entre 30º e 60º. 
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TRELIÇA --- Materiais e seções: 
--- Como as barras das treliças estão sujeitas a esforços de tração 
e compressão simples, devem ser usados materiais que 
apresentem boa resistência a esses dois esforços, como o aço e 
a madeira. 
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TRELIÇA --- Materiais e seções: 
--- O aço apresenta duas vantagens: maior facilidade de 
execução dos nós de ligação das barras e menor peso. 
--- As seções das barras devem ser escolhidas entre aquelas que 
respondam bem a esforços de tração e compressão. 
--- Cabos podem ser usados para barras tracionadas e tubos e 
cantoneiras para barras tracionadas e comprimidas. As barras 
mais longas (diagonais) deverão trabalhar à tração. 
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TRELIÇA --- Materiais e seções: 
--- O uso do concreto armado não é recomendado, já que nas 
barras tracionadas apenas a armação colabora, ficando o 
concreto como mero elemento de revestimento. 
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TRELIÇA --- Materiais e seções: 
--- O uso do madeira se dá em seções quadradas ou retangulares 
de alma cheia, tanto para as barras tracionadas ou comprimidas. 
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TRELIÇA --- Aplicações e limites de utilização: 
--- A treliça constitui um sistema estrutural muito econômico em 
termos de consumo de material, sendo, portanto útil para vencer 
grandes vãos. 
--- Ela é muito usada em coberturas e pontes, e até na 
sustentação de pisos com grandes vãos, em substituição às vigas 
de alma cheia. 
--- Neste último caso usa-se a treliça de banzos paralelos. 
--- Os limites de vãos utilizados nas treliças podem chegar a 120 
m, em coberturas ou ainda a 300 m, em pontes. 
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TRELIÇA --- Pré-dimensionamento: 
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TRELIÇA --- Pré-dimensionamento: 
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VIGA VIERENDEEL --- Definição: 
--- A viga Vierendeel, como a treliça, é um sistema estrutural 
formado por barras que se encontram em pontos denominados 
nós. 
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VIGA VIERENDEEL --- Comportamento: 
a) Apenas a viga superior flexiona, pois todos os nós são 
articulados (montantes verticais recebem apenas compressão) . 
b) A flexão da viga é parcialmente transmitida aos montantes e 
deforma-se menos (viga inferior sofre apenas tração simples) . 
c) A deformação dos montantes é diminuída devido à resistência 
oferecida pela barra inferior. 
d) O conjunto deforma-se menos e pode receber um 
carregamento maior ou vencer um vão maior. 
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VIGA VIERENDEEL --- Comportamento: 
c) A deformação dos montantes é diminuída devido à resistência 
oferecida pela barra inferior. (Embrião da viga Vierendeel) 
QUADRO RÍGIDO. 
d) Se dentro do quadro rígido criarmos novos montantes teremos 
uma estrutura em que a influência de uma barra em outra 
provocará a diminuição nas suas deformações e, em 
consequência, nos esforços atuantes, permitindo que esse 
conjunto possa receber um carregamento maior ou vencer um 
vão maior. 
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VIGA VIERENDEEL --- Comportamento: 
--- A diferença entre esse sistema e a treliça é que na treliça os 
nós são articulados enquanto que na viga Vierendeel os nós são 
rígidos, dispensando a formação triangular. 
--- As barras horizontais são denominadas membruras e as 
verticais montantes. 
--- A membrura superior e os montantes estão sujeitos a esforços 
de compressão simples, a momento fletor e a força cortante. A 
membrura inferior está sujeita à tração simples, a momento fletor 
e a força cortante. 
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VIGA VIERENDEEL --- Comportamento: 
--- Como está sujeita a todos os esforços, resulta em uma 
estrutura com maior consumo de material do que a treliça, 
quando solicitada a uma mesma carga, para vencer um 
mesmo vão. 
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VIGA VIERENDEEL --- Materiais: 
---O material mais adequado deve ser aquele que facilite a 
execução de vínculos rígidos. 
---AÇO: no aço a soldagem entre peças é uma maneira fácil de 
executar esses vínculos. 
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VIGA VIERENDEEL --- Materiais: 
---CONCRETO ARMADO: no concreto armado, os vínculos 
rígidos são de execução mais simples do que no aço, pois já são 
naturalmente rígidos. 
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VIGA VIERENDEEL --- Materiais: 
---MADEIRA: na madeira, a ligação mais simples entre as peças 
é feita por encaixe, o que não garante a rigidez do vínculo. 
É necessário recorrer a soluções mais complexas, como chapas 
e pinos de madeira ou metálicos. 
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VIGA VIERENDEEL --- Seções usuais: 
---Para as seções das barras, devem ser escolhidas as que 
tenham capacidade de absorver ao mesmo tempo esforços de 
tração ou de compressão simples e momento fletor, ou seja, 
seções que tenham material distribuído longe do centro de 
gravidade, em duas direções, e com maior concentração na 
direção do esforço de flexão. 
--- AÇO: No aço, as seções tubulares retangulares são as ideais. 
Por uma questão de facilidade na manutenção pode-se usar 
perfis H e, em último caso a seção I. 
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VIGA VIERENDEEL --- Seções usuais: 
--- CONCRETO ARMADO:No concreto armado, as seções 
retangulares, por sua facilidade de execução, são as indicadas. 
--- A execução das barras de uma viga de Vierendeel de concreto 
armado exige um trabalho de forma extremamente difícil , por se 
dará preferência ao uso do aço. 
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VIGA VIERENDEEL --- Aplicações e limites de utilização: 
---A viga de Vierendeel é utilizada quando se exige grandes 
vazios na alma, para a passagem de tubulações ou de ventilação 
e de iluminação, ou ainda para tornar vigas de grande porte 
visualmente mais leves. 
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VIGA VIERENDEEL --- Aplicações e limites de utilização: 
---Podem ser usadas para a sustentação de coberturas, de pisos 
e, particularmente, em vigas de transição de pilares. 
---Os limites de utilização da viga de Vierendeel são os mesmos 
das vigas de alma cheia 
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VIGA VIERENDEEL --- Pré-dimensionamento: