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Rafael Salgado
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Introdução à Mecânica dos Corpos Sólidos Deformáveis Departamento de Engenharia Civil – Centro Tecnológico - UFES Aula 03 Introdução à Mecânica dos Corpos Sólidos Deformáveis Departamento de Engenharia Civil – Centro Tecnológico - UFES Cap. I: Conceitos Preliminares I.1. O que é a Mecânica dos Corpos Sólidos Deformáveis I.2. Elementos Básicos I.2.1. Propriedades Geométricas das Seções Planas I.2.2. Esforços nas Estruturas I.2.3. Características Mecânicas dos Materiais I.3. Problemas e Métodos Introdução à Mecânica dos Corpos Sólidos Deformáveis Departamento de Engenharia Civil – Centro Tecnológico - UFES Cap. I: Conceitos Preliminares I.2.2. Esforços nas Estruturas Designam-se Esforços as forças e os binários decorrentes das ações sobre as estruturas. Definição de Esforços As ações dos agentes externos convertem-se, de certa forma, em forças e binários aplicados à estrutura. Introdução à Mecânica dos Corpos Sólidos Deformáveis Departamento de Engenharia Civil – Centro Tecnológico - UFES Cap. I: Conceitos Preliminares I.2.2. Esforços nas Estruturas Classificação dos esforços quanto à forma de atuação Classificações dos Esforços Volumetricamente Distribuídos [N/m3] Superficialmente Distribuídos [N/m2] ação da gravidade sobre a própria estrutura, ações magnéticas, etc. ações provenientes do contato com outros corpos, ação do vento e das intempéries, etc. Introdução à Mecânica dos Corpos Sólidos Deformáveis Departamento de Engenharia Civil – Centro Tecnológico - UFES Cap. I: Conceitos Preliminares I.2.2. Esforços nas Estruturas Classificação dos esforços quanto à forma de atuação Classificações dos Esforços Esforços linearmente distribuídos ou concentrados não existem. São simplificações decorrentes das relações entre as dimensões da estrutura e o volume ou a superfície solicitada. sistema real esquema de cálculo esforço “linearmente distribuído” esforços “concentrados” eixo da viga Introdução à Mecânica dos Corpos Sólidos Deformáveis Departamento de Engenharia Civil – Centro Tecnológico - UFES Cap. I: Conceitos Preliminares I.2.2. Esforços nas Estruturas Classificação dos esforços quanto à variação no tempo Classificações dos Esforços Dinâmicos Estáticos Móveis Estáticos: intensidade, direção, sentido e ponto de aplicação constantes. Dinâmicos: intensidade e sentido variáveis. Móveis: direção e ponto de aplicação variáveis. Introdução à Mecânica dos Corpos Sólidos Deformáveis Departamento de Engenharia Civil – Centro Tecnológico - UFES Cap. I: Conceitos Preliminares I.2.2. Esforços nas Estruturas Classificação dos esforços quanto à sua natureza Classificações dos Esforços Variáveis Permanentes Excepcionais Permanentes: não se alteram ao longo da vida útil da estrutura. Variáveis: se alteram ao longo da vida útil; grande probabilidade de ocorrência. Excepcionais: curta duração; baixa probabilidade de ocorrência. Introdução à Mecânica dos Corpos Sólidos Deformáveis Departamento de Engenharia Civil – Centro Tecnológico - UFES Cap. I: Conceitos Preliminares I.2.2. Esforços nas Estruturas Classificação dos esforços quanto aos valores das suas intensidades Classificações dos Esforços Representativos de Cálculo Representativos: valores estimados; quando sua variabilidade é expressa por distribuição de probabilidade, são ditos característicos, quando isto não é possível, são ditos nominais. de Cálculo: valores ponderados em função do grau de incerteza dos característicos. Os coeficientes de ponderação utilizados dependem, entre outros fatores, do tipo de esforço, conforme classificações anteriores. Introdução à Mecânica dos Corpos Sólidos Deformáveis Departamento de Engenharia Civil – Centro Tecnológico - UFES Cap. I: Conceitos Preliminares I.2.2. Esforços nas Estruturas Esforços Externos: esforços que atuam sobre as moléculas do corpo, decorrentes da ação direta dos agentes externos. Esforços Externos e Esforços Internos Esforços Internos: esforços inter-moleculares decorrentes dos esforços externos. Os esforços externos atuam sobre as moléculas do corpo, na fração do volume ou da superfície correspondente. Estas moléculas tendem a se movimentar, transferindo estes esforços para as moléculas contíguas, que os transferem a outras e assim sucessivamente. Os esforços caminham através do corpo. Introdução à Mecânica dos Corpos Sólidos Deformáveis Departamento de Engenharia Civil – Centro Tecnológico - UFES Cap. I: Conceitos Preliminares I.2.2. Esforços nas Estruturas Esforços Externos: esforços que atuam sobre as moléculas do corpo, decorrentes da ação direta dos agentes externos. Esforços Externos e Esforços Internos Esforços Internos: esforços inter-moleculares decorrentes dos esforços externos. Os esforços caminham através do corpo. estrutura esforços externos ativos esforços externos reativos esforços internos Introdução à Mecânica dos Corpos Sólidos Deformáveis Departamento de Engenharia Civil – Centro Tecnológico - UFES Cap. I: Conceitos Preliminares I.2.2. Esforços nas Estruturas Os esforços externos ativos resultam de avaliações estatísticas das ações sobre a estrutura. Os esforços externos reativos resultam de condições de equilíbrio estático da estrutura (estrutura isostática) e de condições complementares, quando essas não são suficientes (estrutura hiperestática). Combinações de esforços externos com probabilidade considerável de ocorrência geram os Carregamentos. Avaliação dos Esforços Externos Introdução à Mecânica dos Corpos Sólidos Deformáveis Departamento de Engenharia Civil – Centro Tecnológico - UFES Cap. I: Conceitos Preliminares I.2.2. Esforços nas Estruturas Avaliação dos Esforços Externos Classificação dos Carregamentos de Execução Normais Excepcionais Normais: compostos por esforços decorrentes do uso previsto para a construção. de Execução: compostos por esforços que atuam ao longo da fase de construção. Excepcionais: compostos por esforços excepcionais. Especiais Especiais: compostos por esforços de natureza ou intensidades especiais. Introdução à Mecânica dos Corpos Sólidos Deformáveis Departamento de Engenharia Civil – Centro Tecnológico - UFES Cap. I: Conceitos Preliminares I.2.2. Esforços nas Estruturas Avaliação dos Esforços Externos Na formação dos carregamentos, os esforços são ponderados por fatores diversos de combinação, que variam de 0 a 1. Cada carregamento representa uma combinação de ações com probabilidade considerável de ocorrência. As normas técnicas determinam a metodologia de formação dos carregamentos. Classificação dos Carregamentos de Execução Normais Excepcionais Especiais Introdução à Mecânica dos Corpos Sólidos Deformáveis Departamento de Engenharia Civil – Centro Tecnológico - UFES Cap. I: Conceitos Preliminares I.2.2. Esforços nas Estruturas Os esforços internos são avaliados pelo Método das Seções. Este método se propõe a determinar, em um ponto qualquer de uma seção plana do corpo, a força e o momento resultantes dos esforços internos nesta seção. Numa seção plana, os esforços internos são distribuídos superficialmente. O Método das Seções se propõe a determinar apenas as suas resultantes num ponto qualquer da seção, e não a lei de variação destes esforços ao longo da seção. Avaliação dos Esforços Internos Introdução à Mecânica dos Corpos Sólidos Deformáveis Departamento de Engenharia Civil – Centro Tecnológico - UFES Cap. I: Conceitos Preliminares I.2.2. Esforços nas Estruturas Avaliação dos Esforços Internos seção plana esforços internos Introdução à Mecânica dos Corpos Sólidos Deformáveis Departamento de Engenharia Civil – Centro Tecnológico - UFES Cap. I: Conceitos Preliminares I.2.2. Esforços nas Estruturas Avaliação dos Esforços