OS SISTEMAS ESTRUTURAIS

ÍNDICE

INTRODUÇÃO.................................................................2

VIGAS...............................................................................2

PRINCIPAIS TIPOS DE VIGA..........................................3

A FLEXÃO........................................................................6

MATERIAIS......................................................................7

SEÇÃO.............................................................................7

VINCULAMENTO/COMPRIMENTO...............................10

O CORTE.......................................................................14

CONCLUSÃO................................................................16

INTRODUÇÃO

A parte da engenharia civil que se dedica ao estudo das tensões recebidas pela estrutura e ao seu dimensionamento é a engenharia estrutural .Cabe ressaltar, entretanto, que as vigas não são uma particularidade da engenharia civil, uma vez que na engenharia mecânica existem diversos elementos de máquinas que tem comportamento equivalente, fato este que faz com nesta engenharia sejam estudadas diversas disciplinas direcionadas exclusivamente para a área de estruturas, conteúdo abordado em Mecânica dos Sólidos e Resistência dos Materiais.

Uma viga é um elemento estrutural sujeito a cargas transversais. A viga é geralmente usada no sistema laje-viga-pilar para transferir os esforços verticais recebidos da laje para o pilar ou para transmitir uma carga concentrada, caso sirva de apoio a um pilar. A viga transfere o peso das lajes e dos demais elementos (paredes, portas, etc.) às colunas.

Os elementos lineares, retos e fixos em seu comprimento, constituem meios geométricos para definir planos e estabelecer relações tridimensionais por sua posição no espaço

Podem determinar eixos e dimensões: comprimento, altura, largura.
São requisito preio para a definição geométrica do espaço tridimensional

VIGAS

São elementos estruturais retos, resistentes a flexão, e que não são só capazes de resistir as forças que atuam na direção de seu eixo, mas também por meio de esforços secionais, suportar forças perpendiculares a seu eixo e transmiti-las lateralmente ao longo do mesmo até seus extremos.

São elementos básicos dos sistemas estruturais de seção ativa.         

É o elemento mais característico do fenômeno da flexão.

É responsável pela transmissão horizontal de cargas verticais.

Sua resistência vai depender fundamentalmente do material que é feita e da distribuição desse material pela força.

O material natural mais comum resistente à flexão é a madeira; o aço e o concreto são os materiais mais usados entre os artificiais.

O aço e o concreto surgiram no século XIX como os revolucionários materiais de construção resistente à flexão, e alteraram toda a forma construtiva da arquitetura.

Construções com grandes vãos horizontais, e a ortogonalidade do sistema porticado múltiplo marcaram a estética da arquitetura funcionalista moderna.

PRINCIPAIS TIPOS DE VIGAS

Os principais tipos de vigas são:

VIGA EM BALANÇO:

[pic 1]

• Viga com apoio único que obrigatoriamente deve ser um engaste fixo

VIGA SIMPLISMENTE APOIADA:

[pic 2]

• Viga com apoio fixo e um apoio móvel

VIGA BI ENGASTADA:

• Viga com as duas extremidades engastadas; 24

VIGA GERBER:

[pic 3]

• Viga articulada e isostática, sobre mais de dois apoios.

VIGA CONTÍNUA:

[pic 4]

• Viga hiperestática, sobre mais de dois apoios;

VIGA BALCÃO:

[pic 5]

• Viga de eixo curvo ou poligonal, com carregamento não pertencente ao plano formado pela viga.

 As vigas desenvolvem esforços de corte e flexão:

A FLEXÃO

Resistência e rigidez sujeita a um determinado carregamento vão depender do material empregado, das dimensões da peça e do tipo de vinculação dessa estrutura

• DO MATERIAL: Resistência e Módulo de Elasticidade
• DO ASPECTO DIMENSIONAL: Comprimento e seção transversal da peça (principalmente sua altura)

MATERIAIS:

A resistência (capacidade de resistir às cargas) da viga dependerá da resistência característica dos materiais empregados. Pode ser composta de madeira, ferro ou concreto armado.

A rigidez (capacidade de resistir à deformação) da peça é sempre proporcional ao Módulo de Elasticidade do material ou materiais empregados

Obs.: CONCRETO: Módulo de Elasticidade (consequentemente, sua rigidez) é proporcional à sua resistência aos 28 dias, isto é, de suma importância na definição do prazo de deforma do concreto.

Concreto                      Aço                             Madeira

SEÇÃO

A resistência e a rigidez ao diretamente proporcionais à sua altura e há também, uma menor influência da largura, mas a altura tem uma influência predominante.

Resistência e rigidez são proporcionais ao momento de inércia em relação ao eixo vertical. Diretamente proporcional à largura e proporcional ao cubo da altura

Obs.: Em casos excepcionais, podemos trabalhar com  vigas mais largas e baixas, em função de condicionantes de projeto.

Para materiais igualmente resistentes à tração e compressão, como aço, o perfil H é o ideal, pois tem concentração de massas nas mesas distantes ao máximo da linha neutra

No caso de a viga sofrer torção, passa a ser importante também o Momento Polar de Inércia, por isso nesses casos, a viga caixão é mais eficiente que a perfil H, pois ela tem massa distante do centro de gravidade

No caso de vigas de concreto armado, onde a resistência à tração do aço tem valor unitário bem superior à resistência à compressão do concreto armado, a simetria da seção não tem nenhuma lógica estrutural. Poderíamos ter a viga com a parte tracionada com uma seção bem menor – dimensão mínima o suficiente para abarcar a armadura necessária, com os devidos espaçamentos – e ter a parte comprida com maior área de concreto. Pensando assim, poderíamos ter vigas com perfil T ou trapezoidais funcionando de maneira mais otimizada. Esses tipos não são muito comuns, as razões estão: no aspecto prático da execução de formas; no fato de que, na maioria das vezes, elas estão sobre o alinhamento de paredes. E porque essas seções assimétricas só funcionam bem para vigas bi apoiadas, já que nas vigas engastadas o momento varia de positivo no meio do vão a negativo nos apoios. Ainda assim podemos e devemos estar sempre atentos às possibilidades de se trabalhar o desenho de vigas de concreto armado, especialmente quando aparentes.

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