A ESTATIVIDADE DAS ESTRUTURAS

ESTATICIDADE DAS ESTRUTURAS

Pesquisa Científica

Acadêmico:

Matheus Gonçalves dos Santos

Professor – Tutor: Bruno César de Castro Cardoso

Universidade do Oeste Paulista – UNOESTE

Curso de Engenharia Civil

INTRODUÇÃO

Uma estrutura pode ser definida como uma composição de uma ou mais peças, ligadas entre si e ao meio exterior de modo a formar um sistema em equilíbrio. Tal equilíbrio pode ser estático ou dinâmico.

Uma estrutura é, portanto, um conjunto capaz de receber solicitações externas, denominadas ativas, absorvê-las internamente e transmiti-las até seus apoios ou vínculos, onde elas encontram um sistema de forças externas equilibrantes, denominadas forças reativas.

Na Engenharia Civil, em particular, o conceito de estrutura está associado à área de Interesse. Desta forma são estruturas: Pontes, viadutos, passarelas, partes resistentes das edificações (residenciais, comerciais e industriais), barragens, rodovias, ferrovias entre outras.

AÇÕES NA ESTRUTURA

Ações Estáticas:

• Peso próprio;
• Sobrecarga de ocupação;
• Maquinário;
• Revestimento;
• Moveis.

Ações Dinâmicas:

• Ventos;
• Vibrações (terremoto, sons).

CONDIÇÕES DE APOIO

Inserimos apoios para restringir o movimento da estrutura (redução dos deslocamentos)

No geral, quanto maior o nº de apoio, menor a deformação presente na estrutura.

Cada ponto em uma estrutura (ou nó) está sujeito a seis graus de liberdade.

• Três de translação;
• Três de rotação;

Cada apoio restringe de um até todos graus de liberdade:

• Rotula: se o apoio não restringe nenhuma rotação
• Engaste: restringe todos os graus de liberdade.

TIPOS DE APOIO

Apoio de 1º gênero: restringe uma translação e inclui uma incógnita ao sistema (uma reação de apoio).

[pic 1]

Apoio de 2º gênero: restringe duas translações e inclui duas incógnitas ao sistema

• Articulação ou rotula

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Apoio de 3º gênero: restringe as duas translações e a rotação, inclui três incógnitas ao sistema (três reações de apoio).

[pic 3]

TIPOS DE ESTRUTURAS

Existem três tipos: as estruturas isostáticas, as hipostáticas e as hiperestáticas.

Estruturas Isostáticas

As estruturas isostáticas, são aquelas que apresentam número de reações igual ao número de incógnitas das equações de equilíbrio e, consequentemente, o grau de hiperestaticidade é igual a zero.

[pic 4]

Estruturas hipostáticas

As estruturas hipostáticas, são móveis em seu conjunto e apresentam grau de hiperestaticidade negativo, ou a estrutura possui uma parte móvel, o que a torna inaceitável para edificações.

Por causa do número inferior de reações de apoio que possam trazer estabilidade à estrutura, o conjunto da estrutura não é impedido de se deslocar.

[pic 5]

Estruturas Hiperestáticas

As estruturas hiperestáticas, são aquelas em que o número de reações é maior que o número de equações da estática ou se as equações da estática não são suficientes para determinar os esforços internos, consequentemente, o grau de hiperestaticidade é de um ou mais. Assim, não é possível determinar suas reações de apoio apenas com estas equações.

[pic 6]

VANTEGENS DAS ESTRUTURAS HIPERESTÁTICAS

Estruturas mais seguras: há uma redistribuição maior das tensões devido à rigidez da estrutura. Quando um elemento da estrutura está sendo muito solicitado, ele redistribuirá a tensão para os elementos ao seu redor, pois haverá uma redistribuição dos momentos.

Menor deslocamento transversal com maior rigidez: devido à maior rigidez da estrutura por causa do menor grau de liberdade, ocorrerá uma melhor distribuição dos esforços, assim como tensões menores.

[pic 7]

DESVANTAGENS DAS ESTRUTURAS HIPERESTÁTICAS

Modelos de cálculo mais complexos: devido à complexidade dos modelos de cálculo, pode-se gerar algumas dificuldades na análise estrutural e em projeto.

Devido a recalques dos apoios podem surgir problemas significativos: caso ocorra algum tipo de recalque nos apoios, devido à maior rigidez da estrutura, isso pode acarretar mudanças nos valores de momento fletor e torsor, no esforço cortante, nas forças de reação e nos esforços normais dos elementos estruturais.