Calculo Estrutural

SUMÁRIO

1 Introdução ............................................................. 3

2 Definição de Estrutura ........................................... 4

3 Elementos Estruturais Básicos ............................... 4

4 Relação de Sistemas Estruturais e Materiais ........... 8

5 Estruturas e as Forças que agem sobre elas ........... 9

6 Estrutura de Aço ..................................................... 17

7 Resistência do Concreto ......................................... 23

8 Estrutura de Madeira ............................................... 24

9 Patologias em edificações ....................................... 26

10 Lixiviação .............................................................. 27

11 Trincas, Rachaduras e Fissuras ............................. 27

12 CAD/PILAR ............................................................. 31

13 CAD/VIGAS ............................................................. 39

14 CAD/LAJES ............................................................. 40

15 Conclusão ............................................................... 42

16 Bibliografia .............................................................. 43

1.Introdução

Uma estrutura é criada para servir a um propósito definido. Os requerimentos podem ser para: abrigar um espaço (coberturas), suportar veículos (pontes) e máquinas, ou conter ou reter materiais (silos, barragens). Uma estrutura pode ser projetada com o propósito de trafegar no espaço, estar sobre o terreno ou enterrada, flutuar ou ser submergida.

De maneira a cumprir com esses e outros objetivos de projeto, devemos ter um entendimento aprofundado do comportamento dos materiais, dos componentes estruturais e do sistema estrutural como um todo. Dentre os mais importantes objetivos de um projeto ressalta-se a segurança estrutural. Rupturas localizadas, distorções excessivas, fadiga do material, flambagem e formação de mecanismos plásticos em um sistema estrutural são inaceitáveis sob quaisquer circunstâncias, já que tais modos de colapso podem resultar em pesadas perdas materiais e, acima de tudo, de vidas humanas.

Objetivos de projetos devem ser especificados e satisfeitos, como por exemplo: segurança, durabilidade, performance em serviço e conforto dos usuários. Além desses, a estética ou aparência da estrutura deve ser seriamente considerada.

Além da segurança contra o colapso, uma estrutura deve satisfazer os critérios de utilização, isto é, todos os aspectos de performance devem ser aceitáveis para o uso pretendido. O engenheiro estrutural almeja o melhor uso dos materiais disponíveis e o menor custo possível de construção e manutenção da estrutura.

O Cálculo Estrutural é o dimensionamento das estruturas, sejam elas de concreto armado, madeira ou aço, que vão sustentar a edificação, transmitindo as suas cargas ao terreno. Elaborado por um engenheiro civil, esse projeto é de fundamental importância, pois é o responsável pela segurança do prédio contra rachaduras (trincas) e desabamentos. Uma estrutura com lajes, vigas, pilares e fundações superdimensionados representa custos altos e não significa obrigatoriamente segurança.

2.DEFINIÇÃO DE ESTRUTURA

À primeira vista a resposta a esta pergunta parece óbvia: estrutura é tudo aquilo que sustenta, tal qual o esqueleto humano. No entanto, o conceito de estrutura é mais amplo e encontra-se em todas as áreas do conhecimento humano.

Segundo Rebello (2000), se perguntarmos a um músico o que ele entende por estrutura, a resposta poderá ter palavras diferentes daquelas ditas por um engenheiro ou um arquiteto, mas a idéia básica será a mesma. Assim, estrutura é um conjunto, um sistema, composto de elementos que se inter-relacionam para desempenhar uma função, permanente ou não.

No caso das edificações, a estrutura é o conjunto de elementos – lajes, vigas e pilar – que se inter-relacionam – laje apoiando em viga, viga apoiando em pilar – para desempenhar uma função: criar um espaço em que pessoas exercerão diversas atividades.

3.ELEMENTOS ESTRUTURAIS BÁSICOS

Os principais tipos de elemento estrutural, de acordo com a geometria e o tipo de esforço suportado, são:

3.1.VIGAS

As vigas são os elementos da estrutura que recebem as reações das lajes, e eventualmente de outras vigas, e as transmitem para os pilares. São elementos geralmente horizontais, sujeitos a cargas transversais ao seu eixo longitudinal, trabalhando essencialmente à flexão.

As vigas numa estrutura de concreto armado podem ser revestidas ou aparentes. Para edifícios residenciais e comerciais, com freqüência opta-se por esconder a estrutura, ou seja, o revestimento cobre as vigas e pilares.

Há alguns anos atrás, era comum projetar vigas em quase todas as posições de paredes, o que levava a um grande consumo de fôrmas. Atualmente, dado ao custo das fôrmas e à agilidade construtiva, é comum se considerar paredes descarregando seu peso próprio diretamente sobre lajes, o que conduz a estruturas menos recortadas, lajes maiores e menos vigas.

As vigas não precisam descarregar diretamente sobre pilares, podendo existir apoio de viga sobre viga. A viga de maior altura, sendo a de menor vão, tem rigidez muito superior àquela de menor altura, de modo que a menor se apoia na maior, denominada viga principal (UFV, 2010).

A viga é um elemento estrutural que se caracteriza por transmitir cargas verticais ao longo de um vão através de um eixo horizontal. Dessa forma, o vão sob a viga é totalmente livre e aproveitável, o que não ocorre no cabo e no arco, cujos eixos são curvos e limitam parte do espaço sob eles. Graças a essa virtude, a viga é o sistema estrutural mais usado. (REBELLO, 2000)

As edificações basicamente apresentam três tipos de vigas, que diferem na forma em que são ligados aos seus