Cargas, ações, solicitações e combinações de ações

1. Cargas, ações, solicitações e combinações de ações Universidade Federal de Pelotas Centro de Engenharias Introdução aos Sistemas Estruturais

2. Elementos estruturais X Sistemas Estruturais • Tirantes • Vigas • Colunas ou pilares • Treliças • Cabos e Arcos • Pórticos • Estruturas de superfície (chapas e cascas) Elementos estruturais são elementos comuns dos quais as estruturas são compostas A Combinação de elementos estruturais e os materiais dos quais eles são compostos é conhecida como Sistema Estrutural

3. Cargas • Uma vez determinada a forma estrutural,

5. Projeto de uma instalação típica: (Fonte: Prof. André Lubeck)

6. Projeto de uma moega concêntrica (Fonte: Prof. André Lubeck):

8. EstruturasemConcretoArmado E-Tower, São Paulo, 2005 Recordemundial de resistênciaàcompressãoemconstruções fck= 80 MPa SalginatobelBridge Schiers, Switzerland, 1930 FundaçãoIberê Camargo Porto Alegre

15. Ações • ações verticais : • ações permanentes: peso próprioda estrutura ou de elementos construtivos (paredes, pisos e revestimentos); • ações variáveis: cargas de uso (pessoas, mobiliário, veículos, peso de equipamentos) • ações horizontais: • ação do vento, empuxo em subsolos, cargas sísmicas.

16. Ações-Combinações de ações

17. Ação - solicitação

18. Ação - solicitação

19. Ação – solicitação - deformação

20. Solicitações • Tração • Compressão • Torção • Flexão • Cisalhamento

21. Estados básicos de Tensão Tensões normais de tração e compressão Tensões de cisalhamento

36. Flambagem • É um fenômeno que ocorre em peças esbeltas, quando submetidas a um esforço de compressão axial. A flambagem acontece quando a peça sofre flexão tranversal devido à compressão axial.

37. Falambagem • Um outroexemplo: TRELIÇA Pesos são adicionados até que seja atingida uma carga, denominada carga crítica PCRno elemento sob compressão, e o elemento subitamente deflete lateralmente.

38. Falambagem Na aula passada: Nas deformações axiais – compressão e tração, considerava-se que o elemento que sofria deformação axial permanecia reto e que a única deformação era a redução ou o aumento do comprimento do elemento.

39. Flambagem • É considerada uma instabilidade elástica, assim, a peça pode perder sua estabilidade sem que o material já tenha atingido a sua tensão de escoamento. Este colapso ocorrerá sempre na direção do eixo de menor momento de inércia de sua seção transversal.

40. Aplicação do equilíbrio a elementos sobre compressão

41. Flambagem • A carga crítica ( PCR ) na flambagem é dada pela fórmula de Euler: • E = módulo de elasticidade longitudinal do material em pascal • I = menor dos momentos de inércia da secção em m4 • Lf = comprimento de flambagem da peça em metros

42. Característicasdaflambagem de colunas • A única propriedade do material que entra diretamente tanto na carga de flambagem elástica quanto na tensão de flambagem é o módulo de elasticidade E, que representa a rigidez do material. Assim sendo, para aumentar a carga de flambagem de um elemento deve-se usar um material com maior valor de E;

43. RuínaporFlambagem • COLAPSO DE TANQUE DE AÇO PARA ARMAZENAMENTO DE CAULIM O início do desmoronamento do tanque se deu por flambagem de uma coluna em virtude do apoio excêntrico do tanque sobre as colunas

44. RuínaporFlambagem FLAMBAGEM LOCAL perfis U formados a frio sujeitos à compressão

45. Considerando o eixo constituído por lâminas finas, verifica-se o deslizamento das lâminas devido à aplicação de momentos, com a mesma intensidade e sentidos opostos, nas extremidades da peça. Torção • O momentotorçorproduztensõestangenciaisnas faces perpendicularesaoeixodabarra.

46. Torção

47. Torção

48. Torção • Noseixoscirculares, as secçõestransversaismantêm-se planas e não se deformam. • As secçõestransversais de barras de secçãonão circular nãopermanecemplanas - EMPENAMENTO