Conceitos básicos cargas

Introdução  à  Tecnologia  da  Arquitetura  e do Urbanismo

 T E C N O L O G I A           continuação da apostila

estados básicos de tensão

As estruturas deformam-se quando submetidas à ação das cargas. Então, a partir do conhecimento destas ações, o projetista estará apto a quantificar os esforços solicitantes para depois determinar as seções transversais dos elementos estruturais em análise.

No caso geral, as tensões que atuam em uma seção são de dois tipos: normais à seção e tangenciais à mesma. As primeiras são chamadas de solicitações produtoras de tensões normais (tração, compressão e flexão) e as segundas de solicitações produtoras de tensões tangenciais (cisalhamento).

É interessante elucidar que tensão é diferente de pressão que é o ato ou efeito de comprimir ou apertar, é a força aplicada em uma determinada área externa, enquanto a tensão também é o resultado da divisão entre esforços aplicados pela característica geométrica da seção transversal^[1], caracterizando-se principalmente por ser interna. Sendo entendido por área uma superfície plana, a medida de superfície.^[2]

[pic 1]

Peça original, de comprimento L.

tração simples

Tração é o ato ou efeito de puxar, arrastar ou alongar.^[3] Representa também o estado de tensão no qual as partículas tendem a se separar, o que gera um aumento do comprimento. A deformação de uma peça submetida à tração depende da:

• magnitude da carga aplicada
• comprimento da peça
• área transversal da peça
• módulo de elasticidade do material

[pic 2]

Peça submetida a esforços de tração.

[pic 3]	Ernesto Neto, Nave dense
[pic 4]	Hélio Oiticica e Neville D’Almeida, Cosmococa 5 Hendrix War

compressão simples

Compressão é uma força atuante em peças ou elementos da construção que resulta na tendência de seu achatamento, provocando a aproximação de suas partículas ou moléculas.^[4] Ou seja, é o estado de tensão no qual as partículas do material se aproximam entre si, o que gera um encurtamento na direção da carga. A deformação de uma peça submetida à compressão depende da:

• magnitude e local de aplicação da carga
• comprimento da peça (flambagem)
• forma da seção transversal da peça

• módulo de elasticidade do material
• vinculação da peça

[pic 5]

Peça submetida a esforços de compressão.

Os elementos estruturais podem perder a estabilidade bem antes que seja atingida a tensão de ruptura à compressão do material. Este fenômeno é denominado de flambagem (que significa a deformação a que estão sujeitas peças delgadas que trabalham a compressão^[5]) e está relacionado com a intensidade da força aplicada, o material utilizado, a altura da peça e sua seção (forma e dimensões).

[pic 6]

[pic 7]

Cildo Meireles, Inmensa

corte simples ou cisalhamento

Corte ou cisalhamento é o estado de tensão no qual as partículas do material deslizam com movimento relativo em relação às outras. É provocado pela força cortante sendo considerado uma combinação de esforços de tração e compressão, normais entre si e a 45 graus em relação à direção do corte.

[pic 8]

Peça submetida a esforços de cisalhamento.

[pic 9]

Força cortante horizontal.

A torção é um tipo de corte e sua rigidez relaciona-se com o modulo de corte e sendo as seções mais eficazes contra a torção as seções ocas.

[pic 10]

Peça submetida a esforços de torção.

[pic 11]

Modelo de barra submetido à torção.

flexão

A flexão é o ato de fletir, de curvar ou dobrar; estado de flexível.^[6] Representa também a curvatura pode ser considerada como um mecanismo estrutural capaz de canalizar cargas em direção perpendicular à incidente, ou seja, transferir as cargas verticais na direção horizontal. Esta pode ser decomposta em tração e compressão que ocorrem em regiões diferentes da peça.

Ao analisarmos um esquema simplificado de uma peça submetida à flexão, percebemos que ela tende a se alongar em baixo e se comprimir em cima. A linha central é chamada de linha neutra e tende a não modificar pois está isenta de esforços.

[pic 12]

Peça submetida a esforços de flexão.

[pic 13]

Deformação devido à flexão.

[pic 14]

Sandra Cinto, A Ponte Impossível

Os materiais estruturais podem também ser classificados de acordo com o tipo de tensões a que podem resistir: tração, compressão e cisalhamento. Todos os materiais resistem a tensões de compressão, alguns como o aço, resistem igualmente a tensões de tração e de compressão. Outros, como a pedra, o tijolo, e o concreto simples, não. Seu uso é necessariamente limitado a cargas e solicitações que não provocam tensões de tração. Os materiais capazes de resistir a esforços de tração, usualmente resistem a tensões de cisalhamento também. Os que só resistem a esforços de compressão têm pequena resistência ao esforço cortante.