A maior rede de estudos do Brasil

Grátis
21 pág.
sistemas de estruturas 3 flipbook

Pré-visualização | Página 1 de 3

SISTEMAS 
ESTRUTURAIS III 
Diego da Luz Adorna
Sistemas estruturais — 
definições de estrutura
Objetivos de aprendizagem
Ao final deste texto, você deve apresentar os seguintes aprendizados:
 � Definir sistemas estruturais e seus elementos estruturais principais.
 � Caracterizar as estruturas lineares e os elementos estruturais de 
superfície.
 � Reconhecer os elementos estruturais de fundações.
Introdução
Os sistemas estruturais são formados por elementos estruturais devida-
mente interligados, de modo a formar arranjos estruturais. De acordo com 
Hibbeler (2013), tais arranjos têm a função de resistir aos carregamentos 
incidentes na estrutura e transmiti-los ao solo. 
De acordo com a disposição dos elementos construtivos, os sistemas 
estruturais podem ser planos ou espaciais. Cada sistema estrutural tem 
características próprias de carregamento e transmissão de esforços, e os 
arquitetos e engenheiros devem saber reconhecer os tipos de sistema, 
de modo a prever o comportamento estrutural de uma edificação.
Neste capítulo, você estudará os sistemas estruturais e verá como são 
formados. Também lerá sobre como se comportam estruturas lineares e 
elementos estruturais de superfície, além de ver quais são os elementos 
estruturais de fundações.
Sistemas estruturais
As primeiras tribos humanas sobreviviam da caça, pesca e coleta de frutos, 
e, em função da disponibilidade de recursos para a subsistência, precisavam 
mudar constantemente de região. A partir da descoberta da agricultura e da 
pecuária, o homem pode residir em um local fixo, surgindo, assim, a neces-
sidade de construção de edificações.
Ao longo da história da humanidade, muitas concepções construtivas 
foram desenvolvidas, permitindo a construção de monumentos que perduram 
até os tempos atuais, como as pirâmides de Gizé e o Coliseu de Roma. Essas 
estruturas foram construídas por meio de técnicas empíricas, decorrentes da 
observação do comportamento e do arranjo dos materiais.
Atualmente, existem inúmeros software de cálculo estrutural, que permi-
tem a análise do comportamento de uma estrutura sob diferentes condições 
ambientais e a realização de simulações, auxiliando o projetista na escolha da 
estrutura de melhor desempenho e custo-benefício. Entre os vários software de 
cálculo estrutural disponíveis, destacam-se o REVIT, o TQS e o EBERICK.
No link a seguir, você encontra um texto sobre os prin-
cipais software utilizados na construção e na elaboração 
de projetos estruturais.
https://qrgo.page.link/DF5gP
Elementos e sistemas estruturais
O objetivo do cálculo estrutural é dimensionar os elementos estruturais que 
formam uma estrutura, de modo a garantir que ela resista aos carregamentos 
decorrentes da edificação e do meio ambiente. Ao conjunto de elementos 
estruturais que formam uma estrutura é dado o nome de sistema estrutural.
Sistemas estruturais — definições de estrutura2
Santos (2017) define sistema estrutural como um conjunto de elementos interco-
nectados cuja função é suportar os carregamentos incidentes sobre a estrutura e 
transmiti-los, de forma segura, para o solo.
Os sistemas estruturais podem ser formados por elementos lineares, ele-
mentos de superfície ou elementos de volume. A NBR 6118, de 26 de abril de 
2014, da Associação Brasileira de Normas Técnicas (2014), define esses três 
tipos de elementos estruturais da seguinte maneira:
 � Elementos lineares: consistem em elementos unidimensionais, cujo 
comprimento longitudinal é, pelo menos, três vezes superior às dimen-
sões da seção transversal. Os principais tipos de elementos lineares 
são: os tirantes, que consistem em elementos submetidos à tração axial; 
as colunas, que consistem em elementos submetidos à compressão 
axial; e as vigas, que consistem em elementos submetidos à flexão 
transversal e cisalhamento.
 � Elementos de superfície: consistem em elementos bidimensionais, 
cuja espessura é relativamente pequena, quando comparada as outras 
duas dimensões. Os principais tipos de elementos de superfície são as 
placas, as chapas e as cascas. As placas são elementos submetidos a 
carregamentos perpendiculares ao plano principal, como, por exemplo, 
as lajes. As chapas são elementos submetidos a carregamentos paralelos 
ao plano principal, como, por exemplo, as vigas-parede. As cascas, por 
fim, são elementos de superfície curvos, submetidos a carregamentos 
perpendiculares e dimensionados de modo a sofrer apenas esforços de 
compressão axial. Podem ser muito flexíveis, assumindo a forma de 
tendas (HIBBELER, 2013).
 � Elementos de volume: consistem em elementos tridimensionais, que 
possuem as três dimensões equivalentes. O principal tipo de elemento 
estrutural de volume é o bloco, utilizado, normalmente, na construção 
de fundações.
3Sistemas estruturais — definições de estrutura
Sistemas estruturais planos e espaciais
O comportamento de uma estrutura está condicionado ao arranjo espacial dos 
seus componentes. A disposição dos elementos estruturais governa a forma de 
carregamento e de transmissão dos esforços. Os sistemas estruturais podem, 
portanto, ser classificados de acordo com o seu arranjo espacial e a consequente 
forma de absorção e transmissão de esforços.
Do ponto de vista do arranjo espacial, os sistemas estruturas podem ser 
classificados em sistemas estruturais planos e sistemas estruturais espaciais. 
No sistema estrutural plano, representado na Figura 1a, os elementos estru-
turais são dispostos de maneira a formar um único plano, vertical, horizontal 
ou inclinado, de modo que os carregamentos estejam distribuídos em duas 
direções. No sistema estrutural espacial, representado na Figura 1b, os 
elementos estruturais são dispostos nos três planos do espaço, formando 
elementos tridimensionais. Neste tipo de estrutura, o carregamento pode estar 
disposto em qualquer direção.
Figura 1. (a) Pórtico plano e (b) pórtico espacial.
Fonte: Adaptada de Kimura (2007, p. 121-122).
Sistemas estruturais — definições de estrutura4
Os elementos estruturais absorvem os carregamentos incidentes na estrutura e os 
transferem até o solo por meio dos elementos de fundação. Arquitetos e engenheiros 
devem, portanto, compreender a importância do arranjo espacial dos elementos 
estruturais, de modo a idealizar estruturas que permitam a transferência de cargas de 
forma segura e eficiente. Os software de cálculo estrutural auxiliam no projeto, contudo 
não idealizam a estrutura por conta própria. Essa responsabilidade é do projetista.
Estruturas lineares e elementos de superfície
Estruturas lineares
Estruturas lineares são formadas, de acordo com Hibbeler (2013), em decorrên-
cia da associação de elementos unidimensionais, ou seja, a partir da interação 
entre tirantes, colunas e vigas. A disposição dos elementos rege a forma com 
que os carregamentos serão aplicados e como os esforços serão transmitidos, 
definindo o comportamento da estrutura.
As principais estruturas lineares são: vigas Gerber, pórticos, treliças, 
grelhas, cabos e arcos. A seguir, serão apresentadas as características com-
portamentais desses sistemas estruturais.
5Sistemas estruturais — definições de estrutura
Vigas Gerber
As vigas Gerber, assim denominadas em homenagem ao engenheiro alemão 
Heinrich Gerber (1822–1912), são sistemas estruturais formados pela associação 
sucessiva de vigas (SORIANO, 2010). Neste tipo de estrutura, vigas não estáveis 
são apoiadas em vigas estáveis, como pode ser visto na Figura 2, por meio de 
apoios denominados dentes Gerber. São muito utilizadas na construção de 
estruturas pré-fabricadas, como galpões industriais e pontes. Assim como as 
vigas comuns, as vigas Gerber estão submetidas a carregamentos transversais, 
estando, portanto, submetidas a esforços de flexão transversal e cisalhamento.
Figura 2. Viga Gerber em ponte.
Fonte: Frederico Fazzini/Shutterstock.com.
Sistemas estruturais — definições de estrutura6
Pórticos
Os pórticos são estruturas rígidas formadas pela associação de vigas e