2. Definição
Engenharia estrutural é o ramo da engenharia civil, engenharia
mecânica, engenharia naval, engenharia aeronáutica, ou qualquer outra
engenharia que utilize cálculo estrutural, seja de estruturas estáticas ou
dinâmicas (estrutura offshore, por exemplo), dedicado primariamente ao
projecto e cálculo de estruturas.
3. Elementos estruturais
Barra - elemento linear sujeito a esforços longitudinais, sejam de tracção ou de compressão,
segundo o seu sentido, de flexão, torção e esforço transverso, actuando estes isoladamente ou
combinados. Pode-se considerar que as vigas e os pilares são elementos barra.
Veio de Transmissão - elemento linear sujeito unicamente a esforços de torção.
Viga - elemento linear sujeito a esforços de flexão, esforço transverso e torção, simultaneamente ou
isoladamente. Neste elemento, por regra o esforço de torção é desprezado.
Estes elementos são combinados em estruturas, tais como:
Treliça plana - estrutura plana formada por barras conectadas por rótulas num plano.
Treliça espacial - estrutura tridimensional formada por barras e rótulas, tridimensionalmente.
Viga contínua - estrutura linear formada por vários tramos de vigas apoiadas.
Pórtico plano - estrutura plana formada por barras (vigas, pilares)
Pórtico espacial - estrutura tridimensional formada por barras (vigas, pilares)
Laje - Elemento plano, discreterizado numericamente por elementos barra, formando uma grelha.
Casca - Elemento em forma de semi-esfera (ou elipsoidal). É também discreterizado por elementos
barra.
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5. Cargas
As cargas (forças) que atuam na estrutura podem ser permanentes, tais como
o peso próprio e dos objetos permanentemente suportados pela estrutura, variáveis,
como o vento, a neve ou o peso de ocupantes, se for previsível a sua ocorrência, mas
variarem significativamente no tempo, ou acidentais, como incêndios ou explosões.
As acções devidas ao sismo podem ser consideradas acidentais ou definir uma classe
própria (acções sísmicas). Para estruturas comuns, as normas técnicas contém
recomendações para os cargas a serem consideradas. Com base nestas
recomendações, o projectista define diversos casos de carregamento, com o objetivo
de estabelecer a condição mais desfavorável de projeto (aquela que produz os
maiores esforços).
6. Esforços e deformações
Os esforços estruturais (esforço normal, esforço cortante, momento flector e momento
de torção) são medidas estruturais correspondentes às tensões que actuam no material
que compõe a estrutura. O esforço normal é a força actuante no sentido da peça,
tendendo a tracioná-la ou comprimi-la, calculada a partir da tensão normal na seção. O
esforço cortante é a força perpendicular à peça, calculada a partir da tensão cisalhante
na mesma. O momento fletor é o momento que tende a flexionar a peça, como
resultado de tensões normais de sinais contrários na mesma seção. Finalmente, o
momento torsor tende a torcer a peça em torno de seu próprio eixo.
O cálculo dos esforços é feito através da análise estrutural, a qual atualmente é
realizada com o auxílio de programas especializado. A análise pode ser estática,
considerando cargas constantes no tempo, ou dinâmica, levando em conta as variações
das cargas e os modos de vibração da estrutura.
Com a automatização desta etapa do projecto, tradicionalmente a mais demorada, o
projetista moderno pode dedicar mais atenção aos pontos mais problemáticos do
projeto, além de alterar o esquema estrutural e propor diferentes condições de carga,
em busca de um melhor projeto final. Uma área importante de pesquisa neste campo é
a automatização destas decisões, utilizando por exemplo algoritmos genéticos para
refinar o projecto.
Outro resultado da análise estrutural é o cálculo das deformações da estrutura. Exceto
pelas estruturas estaticamente determinadas, nas quais os esforços podem ser
calculados independentemente, esforços e deformações são calculados
simultaneamente.
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8. Dimensionamento
Conhecidos os esforços em cada elemento estrutural, é necessário dimensionar a
peça que irá resistir a estes esforços, ou seja, determinar as suas medidas. Dado o
material a ser utilizado (como a madeira, o aço ou o concreto armado) e suas
propriedades, os princípios de resistência dos materiais e mecânica dos sólidos são
empregados para verificar que a peça é capaz de resistir aos esforços. Por exemplo,
pode-se determinar o ponto mais solicitado e obter uma secção capaz de resistir aos
esforços neste ponto. Se for economicamente viável, esta secção é empregada para
toda a peça. Para elementos mais complexos, pode ser necessário analisar vários
pontos e variar a seção empregada, ou mesmo efectuar o dimensionamento da
peça como um todo.
Da mesma forma que a análise estrutural, o dimensionamento moderno é realizado
com o auxílio do computador. Contudo, o projectista possui bastante liberdade para
alterar o dimensionamento visando simplificar a construção (entre outros motivos),
por exemplo padronizando as seções sugeridas pelo programa de computador.
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10. Detalhamento
Para a execução final da estrutura, é necessário que o projectista
forneça desenhos detalhados das peças estruturais e suas conexões. Nesta
etapa, também são geradas listas de materiais e outras informações
essenciais para a construção.
11.
12. Brasil
Em 29 de junho de 2009, o Ministério da Educação brasileiro anunciou uma futura
reforma no nome dos cursos de graduação – entre eles, os cursos de Engenharia,
que, atualmente, possuem 258 nomenclaturas diferentes. [2] Os nomes dos cursos
atuais serão reduzidos a 22:
Engenharia Aeronáutica
Engenharia Agrícola
Engenharia de Agrimensura
Engenharia de Alimentos
Engenharia Ambiental
Engenharia Civil
Engenharia de Computação
Engenharia de Controle e Automação
Engenharia Elétrica
13. Engenharia Eletrônica
Engenharia Florestal
Engenharia de Fortificação e Construção
Engenharia Mecânica
Engenharia Mecânica e de Armamento
Engenharia de Materiais
Engenharia de Minas
Engenharia Metalúrgica
Engenharia Naval
Engenharia de Pesca
Engenharia de Produção
Engenharia Química
Engenharia de Telecomunicações
