Atividade Prática - EstruturasAP2

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Estruturas - EDI
Data: 06/ 08/ 2020.
Aluno (a): Tiago dos Santos Miranda
Atividade Prática e de Pesquisa
NOTA:
INSTRUÇÕES:
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Estruturas Metálicas
1. Cite 3 Vantagens e 3 desvantagens da utilização do Aço Estrutural.
R:
Vantagens:
Alta resistência do material nos diversos estados de solicitação: tração,
compressão, flexão, etc., o que permite aos elementos estruturais
suportarem grandes esforços apesar das dimensões relativamente pequenas
dos perfis que os compõem;
Apesar da alta massa específica do aço, na ordem de 78,50 KN/m³, as
estruturas metálicas são mais leves do que, por exemplo, as estruturas de
concreto armado, proporcionado, assim, fundações menos onerosas;
As propriedades dos materiais oferecem grande margem de segurança, em
vista do seu processo de fabricação que proporciona material único e
homogêneo, com limites de escoamento, ruptura e módulo de elasticidade bem definidos;
Desvantagens:
Limitação de fabricação em função do transporte até o local da montagem
final, assim como custo desse mesmo transporte, em geral bastante oneroso;
Necessidade de tratamento superficial das peças estruturais contra oxidação
devido ao contato com o ar, sendo que esse ponto tem sido minorado através
da utilização de perfis de alta resistência à corrosão atmosférica, cuja
capacidade está na ordem de quatro vezes superior aos perfis de aço carbono
convencionais;
 Necessidade de mão-de-obra e equipamentos especializados para a fabricação e montagem;
1. Calcule o Momento de Inércia do bloco da figura abaixo sabendo que o eixo de rotação está em uma das arestas. (Utilize o conceito de Momento de Inércia de Eixos Paralelos).
							
1. Defina Momento Resistente de um corpo e explique as grandezas envolvidas. 
R:
Momento Resistente, uma característica geométrica importante nos elementos estruturais. Para efeito de nossos estudos, somente consideraremos o Momento Resistente Elástico, muito embora, existe, também, o Momento Resistente Plástico.
Para o cálculo desse Momento Resistente, basta aplicarmos, assim como para o cálculo do raio de giração, simples equação matemática, pois:
Wxs = Ix / Ygs e Wxi = Ix / ygi e Wye = Iy / yge e Wyd = Iy / ygd
Onde:
Wxs = Momento Resistente Superior em torno do eixo x;
Wxi = Momento Resistente Inferior em torno do eixo x;
Wye = Momento Resistente Esquerdo em torno do eixo y;
Wyd = Momento Resistente Direito em torno do eixo y.
1. Apresente os Elementos Estruturais de acordo com as suas Classificações Geométricas.
R:
A classificação dos elementos estruturais segundo a sua geometria se faz comparando a ordem de grandeza das três dimensões principais do elemento (comprimento, altura e espessura). 
Elementos Lineares, são aqueles onde o comprimento longitudinal é maior em pelo menos três vezes a maior dimensão da seção transversal chamados barras. 
Elementos Bidimensionais, são também chamados “elementos de superfície, são aqueles onde a espessura é pequena comparada às outras duas dimensões. 
Elementos Tridimensionais, São os elementos onde as três dimensões têm a mesma ordem de grandeza, os elementos de volume
1. Defina detalhadamente Concepção Estrutural.
R:
Os sistemas estruturais principais, assim como os secundários, devem ter disposição
ou concepção estrutural tal que se possa garantir que essas barras – em geral vigas e pilares – absorvam os esforços a que forem dimensionados sustentando a estrutura que se pretenda projetar.
Nos sistemas estruturais comuns que dão sustentação a edifícios de uma maneira
geral, deve-se observar os fatores que venham a proporcionar uma estabilidade adequada entre os diversos elementos componentes da estrutura, tais como a prevenção contra flambagem das peças, tanto local quanto global.
As cargas verticais dos edifícios metálicos, à semelhança dos edifícios em concreto
armado, devem ser absorvidas pelas lajes, que por sua vez transmitem esses esforços às vigas que, por sua vez, as transmitem a outras vigas ou a pilares, finalizando a transmissão dessas cargas nas bases dos pilares e às fundações do edifício.
No caso das cargas horizontais, provenientes da ação do vento nas estruturas, essas
também devem ser transferidas ao sistema principal de contraventamento da estrutura ou aos núcleos ou paredes de cisalhamento dos edifícios, através das lajes, que nesses casos trabalham à exemplo de um diafragma horizontal.
A fim de suportar os efeitos horizontais das ações do vento, as estruturas metálicas
podem ser concebidas de variadas maneiras a fim de se estabelecer o sistema de
contraventamento vertical: sistema contraventado, sistema rígido, sistema misto e sistema com núcleo rígido.
O primeiro caso, de sistema contraventado, considera-se nas duas direções do edifício,
quadros que possam absorver as cargas horizontais tendo como modelo, treliças verticais, formadas pelos pilares e vigas do sistema principal associados a peças diagonais dispostas de maneira tal que possam vir a absorver os efeitos das cargas horizontais.
O segundo caso, de sistema rígido, considera-se nas duas direções do edifício, estruturas que absorvam os esforços horizontais através da concepção aporticada, ou seja, as peças estruturais absorvem os esforços aplicados através da rigidez de um pórtico. Esse segundo sistema, em função da complexidade das ligações entre as diversas peças estruturais, tende a te um custo superior ao sistema contraventado. 
O terceiro caso, de sistema misto, considera-se que as estruturas podem ter em uma
 direção um sistema contraventado e na outra direção um sistema rígido.
Finalizando, temos o sistema de núcleo rígido, quando se adota a execução de uma
área central ao prédio, em geral em concreto armado nas áreas correspondentes às caixas de escada e elevadores, capaz de absorver os esforços horizontal, à exemplo de uma haste engastada em sua base e livre no topo, cuja rigidez ou inércia, seja capaz de absorver todos os esforços, e cuja deformação esteja dentro de padrões adequados ao bom comportamento estrutural.
1. O que são Pilares? Qual sua função dentro de uma edificação?
R:
Pilares são elementos lineares de eixo reto, usualmente dispostos na vertical, em que as forças normais de compressão são preponderantes. Como elementos verticais, são os principais responsáveis na estabilidade global dos edifícios, compondo o sistema de contraventamento juntamente com as vigas e lajes.
Estruturas de Madeira
1. Distinga as duas classificações de madeira para o uso em Estruturas.
R:
As árvores para aplicações estruturais são classificadas em dois tipos quanto à sua
anatomia: coníferas e dicotiledôneas.
As coníferas são chamadas de madeiras moles, pela sua menor resistência, menor
densidade em comparação com as dicotiledôneas. Têm folhas perenes com formato de
escamas ou agulhas; são típicas de regiões de clima frio.
As dicotiledôneas são chamadas de madeiras duras pela sua maior resistência; têm
maior densidade e aclimatam-se melhor em regiões de clima quente. Como exemplo temos praticamente todas as espécies de madeira da região amazônica.
1. Apresente a explicação sobre as seguintes propriedades da madeira:
7. Umidade: 
É determinada pela expressão (medida em %): 
 
 
Onde:
M1 é a massa úmida;
M2 é a massa seca;
W é a umidade, dada em percentual.
7. Densidade; 
São caracterizadas duas densidades: a básica e a aparente. A densidade básica é
definida pelo quociente da massa seca pelo volume saturado, dado pela expressão: 
Onde:
ms é a massa em quilogramas (ou gramas) do corpo-de-prova seco;
Vm é o volume em metros cúbicos (oucentímetros cúbicos).
A densidade aparente é umidade padrão de referência calculada para umidade a 12%.
7. Retratibilidade: Redução das dimensões pela perda da água de impregnação da madeira. Como pode ser observado pelo diagrama da Figura, a madeira tem maior retratibilidade na direção tangencial, seguida pela radial e axial.
7. Resistência ao Fogo: A madeira tem um aspecto interessante em relação ao comportamento diante do fogo. Seu problema é a inflamabilidade. No entanto, diante de altas temperaturas provavelmente terá maior resistência que o aço, pois sua resistência não se altera sob altas temperaturas. 
9. A classe de resistência das Dicotiledôneas atinge patamares maiores que das Coníferas. Por quê?
R:
São consideradas, nas classes de resistência da madeira, propriedades físicas e mecânicas: a resistência à compressão paralela às fibras, a resistência ao cisalhamento paralelo às fibras, o módulo de elasticidade na compressão paralela às fibras, a densidade básica e aparente. A norma brasileira estabelece três classes de resistência para coníferas: C 20, C 25 e C 30. Já para madeiras de dicotiledôneas (folhosas) são quatro classes: C 20, C 30, C 40 e C 60. 
10. Cite dois exemplos práticos de casos de Flexão Oblíqua em madeiras.
R:
Flexão oblíqua ocorre quando o plano ou eixo de solicitação não coincide com um dos eixos principais de inércia.
 
11. Cite os principais tipos de Ligações de madeira e explique-os sinteticamente.
R:
Pinos metálicos (prego e parafuso) 
Cavilhas (pinos de madeira torneados) 
 Conectores (chapas com dentes estampados e anéis metálicos) 
Adesivo (cola)
12. Nomeie os elementos numerados da imagem.
R:
3. Ripas 6- Frechal 11- Escora
3. Caibros 7- Chapuz 12- Pontalete, montante
3. Cumeeiras 8- Perna ou empena 13- Ferragem ou estribo
3. Terças 9- Linha, ou tirante 14- Cobrejunta
3. Contrafrechal 10- Pendural 15- Testeira
 16- Mão francesa 
13. Quais são os fundamentos a serem levados em conta na opção por Estruturas Metálicas?
R:
Concepção estrutural otimizada; Aproveitamento máximo das propriedades dos materiais, com base no estudo e ensaio dos mesmos; A qualidade dos trabalhos de execução da estrutura baseado nas experiências anteriores das construções realizadas.
14. Classifique o perfil abaixo e dê as nomenclaturas pedidas:
d: altura;
bf: largura da mesa;
tf: espessura da mesa;
tw: espessura da alma.
15. Defina as principais propriedades dos Aços Estruturais:
a. Elasticidade: Vem a ser a capacidade que certos elementos estruturais têm de voltar à sua forma original após sucessivos ciclos de carregamento e descarregamento.
b. Coeficiente de Poisson: Coeficiente de Poisson (ν = 0,30 para o aço) é o coeficiente de proporcionalidade entre as deformações longitudinal e transversal de uma peça.
c. Módulo de Elasticidade Transversal.: Módulo de Elasticidade Transversal (G = = 0,385 E para o aço) ou simplesmente Módulo de Elasticidade de Cisalhamento, é utilizado quando ocorre a extensão ou encurtamento motivada por cisalhamento, ou seja, por corte no plano perpendicular. Essas deformações por corte, ocorrem com as de tração-compressão na flexão e torção.
16. Determine as coordenadas do Centro de Gravidade do perfil proposto:
 
A1 = 50 x 10 = 500 mm² XG1 = 5 mm YG1 = 35 mm 
A2 = 50 x 10 = 500 mm² XG2 = 50 mm YG2= 35 mm 
A3 = 100 x 10 = 1000 mm² XG3 = 95 mm YG3 = 5 mm 
 
 
 
 = 50 MM
 = 20 MM
17. Determine os tipos de Esforços que estão atuando na imagem a seguir:
COMPRESSÃO
TORÇÃO
FLEXÃO
TRAÇÃO
18. A barra circular da figura é de aço e possui diâmetro d=20 mm e comprimento linear l=0,8 m. Encontra-se submetida à ação de uma carga axial de 7,2 KN. Determine:
a. A Tensão Normal atuante;
b. O Alongamento.
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