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Lista de Exercícios - Elementos estruturais de aço sob Tração e Compressão_V2

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Centro Universitário Ritter dos Reis – UniRitter 
Curso de Arquitetura e Urbanismo 
Sistema Estruturais: Madeira e Aço – AIM0985 – 2021/1 
 
EXERCÍCIOS – ELEMENTOS ESTRUTURAIS DE AÇO SOB TRAÇÃO E 
COMPRESSÃO 
 
1) A treliça do tipo Pratt ilustrada na Figura 1 compõe a estrutura de uma edificação, 
sendo formada por perfis do tipo I 152,4 x 18,5. A partir de uma análise estrutural, 
constatou-se que a barra mais tracionada (barra 1) está submetida a uma força de 
150kN, enquanto a força na barra mais comprimida (barra 2), a qual possui um 
comprimento de 250cm, é de 135kN. Verifique se o perfil empregado atende às 
condições de pré-dimensionamento para a barra tracionada e comprimida. 
Caso o perfil inicialmente proposto não atenda, verifique se o perfil I 203,2 x 27,3 
atende aos critérios de pré-dimensionamento. 
Resposta: O perfil I 152,4 x 18,5 não atende à segurança contra a flambagem na 
barra comprimida (135kN > Ncrit/2, sendo Ncrit = 239kN). O perfil I 203,2 x 27,3, 
por sua vez, atende a todos os critérios: Nt,Rd = 790,9kN, Nc,Rd = 790,9kN, λ = 
118,5 e Ncrit /2= 244,8kN) 
 
Figura 1 - Ilustração do Exercício 1. 
 
 
 
 
 
 
 
 
2) Um pórtico formado por dois pilares e uma viga é submetido a uma força lateral 
de vento, conforme ilustrado na Figura 2. Para garantir uma maior rigidez à 
estrutura e reduzir o seu deslocamento lateral, considerou-se o emprego de barras 
de contraventamento em X. Se a força de tração a atuante na barra de 
contraventamento é 25kN, determine qual é a diâmetro da barra redonda lisa 
necessária para suportar esse esforço. 
Resposta: Para suportar o esforço de 25kN (garantir a segurança ao 
escoamento), é necessário que a barra redonda lisa de contraventamento tenha 
um diâmetro de pelo menos 14,29mm (verificar o catálogo de barras). Neste caso, 
Nt,Sd = 35kN e Nt,Rd = 36,4kN, e portanto a segurança é atendida. 
 
Figura 2 - Ilustração do Exercício 2. 
3) Uma estrutura de aço é composta por 3 pavimentos, cada um com 3m de altura, 
sendo a planta dos pavimentos representadas na Figura 3. A laje do pavimento é 
de concreto armado e possui 15cm de espessura, e o peso do revestimento está 
estimado em 1,0kN/m². A estrutura em questão será utilizada como um centro 
comercial (lojas). 
Com base nas informações, apresentadas, pré-dimensione um perfil da série H 
para o pilar P5. 
Resposta: Ainf = 36m²; Carga no piso = 8,75kN/m²; Carga total no pilar P5 = 
945kN; aplicando a equação da resistência ao escoamento, determina-se que o 
perfil necessita de uma área de cerca de 58,2cm². Pelo catálogo, pode-se escolher 
um perfil W 200 x 46,1 (Ag = 58,6cm²). Tal perfil possui Nc,Rd = 1331,8kN (que é 
 
 
 
superior a Nc,Sd = 1323kN). O perfil também atende a segurança à flambagem, 
pois 945kN (carga pura) é inferior a Ncrit/2 = 1683,3kN. 
 
Figura 3 - Ilustração do Exercício 3. Todas as medidas estão em metros. 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
 
4) Para a treliça ilustrada na Figura 4, a barra mais tracionada (barra 1) está 
submetida a uma força de 750kN. 
 
Figura 4 - Ilustração do Exercício 4. Todas as medidas estão em metros. 
 
Para esta barra, o perfil U mais econômico que garante a segurança ao escoamento 
é: 
a) U 152,4 x 19,40 
b) U 254,0 x 37,20 
c) U 203,2 x 31,60 
d) U 304,8 x 59,60 
e) U 381,0 x 74,40 
Resposta: Letra b. 
 
5) A treliça de uma estrutura, ilustrada na Figura 5, apresenta na sua barra mais 
comprimida (Barra 1) um esforço de 500kN. Considerando a utilização de um 
perfil U 254 x 44,70, a barra atenderia a segurança contra o escoamento e a 
segurança contra a flambagem? 
 
Figura 5 - Ilustração do Exercício 5. Todas as medidas estão em metros. 
 
 
Resposta: O perfil U 254 x 44,76 atende à segurança ao escoamento, pois Nc,Sd 
=700kN e Nc,Rd = 1293,1kN. No entanto, este perfil não atende à segurança à 
flambagem, pois Ncrit /2= 405kN. Dessa forma, deveria ser escolhido outro perfil 
que atenda aos dois critérios.