AULA 2 - ESTRUTURAS E CAMINHO DAS FORÇAS

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FUNDAMENTOS DE 
SISTEMAS ESTRUTURAIS
ESTRUTURAS E CAMINHO DAS FORÇAS
2020.2
Conceitos gerais
• Uma estrutura refere-se a um sistema de partes conectadas usadas
para suportar uma carga. Corpos sólidos deformáveis com capacidade
de receber e de transmitir solicitações em geral.
• Função da Estrutura: propiciar um “caminho” seguro e adequado para
as cargas atuantes até a fundação.
• Levar em consideração:
a. Estética e funcionalidade;
b. Segurança;
c. Economicamente viável;
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Elementos Estruturais
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• Tirantes: Membros estruturais sujeitos a força de tração.
Podem ser barras, hastes, cantoneiras etc.
• Vigas: São normalmente membros horizontais retos
usados para sustentar cargas verticais.
• Há diversos tipos de vigas:
Elementos Estruturais
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1. Vigas de madeira
2. Vigas de aço ou viga universal
3. Vigas em balanço
4. Vigas Flitch
5. Vigas de madeira laminada
6. Vigas de madeira laminada colada
7. Vigas cantilever
8. Vigas treliçadas
9. Vigas quadril
10. Vigas compostas
11. Vigas de rede aberta
12. Vigas refrigeradas
9
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3
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Elementos Estruturais
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Elementos Estruturais
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• Colunas ou pilar - membros verticais que resistem a cargas
compressivas axiais. Quando suportar além das cargas axiais, o
momento fletor, são chamadas de viga-coluna
Elementos Estruturais
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• Laje – Estrutura laminar, que realizam a interface entre pavimentos de uma
edificação, podendo dar suporte a contrapisos ou funcionar como teto.
• Sua concepção estrutural é de uma placa em que duas dimensões (comprimento
e largura) são muito superiores à terceira, que é a espessura, com cargas
transversais a ela e submetida à flexão.
Elementos Estruturais
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• Fundação – é a estrutura responsável por absorver todas as cargas emitidas pela edificação e
distribuí-las ao solo.
• Sapatas: elemento de concreto armado, geralmente quadrada, retangular ou trapezoidal,
dimensionado de modo que as tensões nele produzidas sejam resistidas pela armadura, não pelo
concreto.
• Bloco de fundação: elemento com base quadrada ou retangular com elevação que se assemelha a
um pedestal e absorve a carga, distribuindo-a sem a necessidade de armadura.
• Radier: Semelhante a uma placa que abrange toda a área da construção, recebendo toda a carga
e distribuindo-a no terreno.
Elementos Estruturais: Fundação
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Elementos Estruturais: Viga Baldrame
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Elementos Estruturais: Cabos
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• Cabos – Estruturas flexíveis que suportam a carga em tração. Ideal para grandes vãos, como
pontes e coberturas.
Elementos Estruturais: Cabos
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• Arcos – Consegue sua força em compressão. Acarreta carregamento secundário envolvendo
cisalhamento e momento.
Elementos Estruturais: Pórticos
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• Pórtico – São compostos por vigas e colunas com ligações fixas ou de pinos.
Força (N)
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• Qualquer agente capaz de produzir em um corpo uma aceleração
e/ou deformação.
• Dinamômetro – instrumento para medir forças.
• Acelerômetros – Detecta aceleração, podendo mensurar forças.
• Tipos de forças na natureza: nuclear forte, nuclear fraca,
eletromagnética e gravitacional.
• Classificação: forças de contato e de campo (imã e campo
gravitacional).
Representação de uma força
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1ª lei de Newton
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“Todo corpo continua em seu estado de repouso ou de movimento uniforme em uma
linha reta, a menos que ele seja forçado a mudar aquele estado por forças imprimidas
sobre ele”
∑ Fx = 0
∑ Fy = 0
∑ Fz = 0
∑ M = 0
1ª lei de Newton
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Exemplo: Demonstre algebricamente os valores de F1 e F2.
50N
230N
1ª lei de Newton
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Força resultante
1ª lei de Newton
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Força resultante
2ª lei de Newton
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“A mudança do estado de movimento de um corpo é proporcional à
força motora imprimida, e é produzida na direção da linha reta na qual
aquela força foi imprimida, acelerando-a.”
∑ Fx = m.a
∑ Fy = m.a
∑ Fz = m.a
amFR

.=
∑ M = I.a
3ª lei de Newton
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“A toda ação há sempre oposta uma reação igual, ou, as ações mútuas
de dois corpos um sobre o outro são sempre iguais e dirigidas a partes
opostas.”
BAAB FF

−=
Exercício:
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1 - Calcular Fx e Fy
2 - Determinar forças de reação
300 N
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Ações das forças
Externas
Internas
Ativas (cargas)
Reativas(reação dos apoios)
Solicitantes
Forças normais
Compressão
Tração
Forças cortante
Momento fletor
Momento torsor
Resistentes
Tensão normal
Tensão cisalhamento ou tangencial
Compressão
Tração
Geometria das cargas
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• Cargas pontuais ou uniformes: São cargas que têm a mesma intensidade ao longo do elemento estrutural
e localizada em um único ponto. Ex.: apoios de vigas em pilares. (representada por uma única seta)
• Cargas lineares: São cargas distribuídas em uma linha. Ex.: alvenaria sobre uma viga. (representadas por
conjunto de setas alinhadas)
• Cargas superficiais: Cargas distribuídas em uma área superficial. Laje, pisos, caixa d´água. (conjunto de
setas)
Geometria das cargas
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• Cargas permanentes: As cargas permanentes são cargas cuja intensidade, direção e
sentido, podem ser determinadas com grande precisão, pois as cargas permanentes são
devidas exclusivamente a forças gravitacionais, ou peso.
• Cargas acidentais: As cargas acidentais são mais difíceis de serem determinadas com
precisão e podem variar com o tipo de edificação. Por isso essas cargas são definidas por
Normas, que podem variar de país para país. No Brasil a norma que determina os
valores das cargas acidentais é a NBR 6120 da Associação Brasileira de Normas Técnicas.
Ex.: transeuntes, mobiliário, veículos, vento, móveis especiais, forças de maré (ondas).
Geometria das cargas
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• Cargas uniformes: Possui a mesma intensidade ao longo do elemento estrutural.
• Cargas acidentais: Possui variação de intensidade ao longo do elemento estrutural.
Tipos de solicitações:
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Apoios:
• Os apoios são classificados de acordo com o grau de liberdade, ou seja, os movimentos que permitem. Desta forma temos:
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Exercício : Fa ç a a d e c o m p o s i ç ã o d a s fo rç a s , re p re s e n t a n d o - a s . E m 
s e g u i d a re p re s e nt e a l ge b r i c a m e nt e :
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P
F1
F2
q = 50º
q = 45º
Exerc íc io : 
A- Um estrutura possu i carga de 370 kN. Quanto va le a massa em 
kg?
B – a área de uma la je , equiva le a 120m 2. Converta para cm².
C – A pressão atmosfér ica equiva le ao n íve l do mar 101.325 Pa . 
Converta para o pref ixo Mega.
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