O documento discute cálculo estrutural, que envolve projetar e dimensionar estruturas para suportar cargas sem colapsar. Aborda conceitos como concreto armado, elementos estruturais como vigas, pilares e lajes, e etapas do projeto como definir cargas e dimensionar peças.
2. CÁLCULO ESTRUTURAL
Objetivo:
Projeto e dimensionamento de estruturas
estáticas ou dinâmicas de uma obra, para
permitir que a mesma atenda à sua
função de estabilidade da construção,
sem entrar em colapso e sem deformar
ou vibrar excessivamente.
3. CÁLCULO ESTRUTURAL
Aplicação da mecânica dos sólidos e da
resistência dos materiais ao projeto de
edifícios, pontes, muros de contenção,
barragens, túneis, plataformas de petróleo,
navios, aviões, automóveis e outras
estruturas.
4. CÁLCULO ESTRUTURAL
O Cálculo Estrutural almeja o melhor
uso dos materiais disponíveis e o menor
custo para construção e manutenção da
estrutura.
5. CÁLCULO ESTRUTURAL
Toda edificação é calculada por
profissional qualificado na engenharia
construtiva
Auxílio de ferramentas da informática
(softwares) de cálculo estrutural
(otimização de materiais e mão de obra)
Normas de segurança regidas pela ABNT -
Associação Brasileira de Normas Técnicas
6. CÁLCULO ESTRUTURAL
Principais etapas do projeto estrutural:
• criação do esquema estrutural e estudo
de seu equilíbrio
• definição das cargas e forças que atuam
na estrutura
• cálculo dos esforços e deformações
• dimensionamento das peças estruturais
• detalhamento do projeto para execução
9. CÁLCULO ESTRUTURAL
Para a solicitação de momento fletor o
concreto romperia na face tracionada e cada
vez mais o braço de alavanca entre D e T
diminuiria e estes esforços aumentariam e
assim por diante a peça romperia.
12. CÁLCULO ESTRUTURAL
CONCRETO ARMADO
Viabilidade
A aderência entre o aço e o concreto é que
permite transmitir os esforços de um material
para o outro.
Ao ser solicitado à tração o concreto se
deforma, fissura, mas leva consigo o aço,
tracionando-o e fazendo a peça trabalhar em
conjunto.
14. CÁLCULO ESTRUTURAL
CONCRETO ARMADO
Viabilidade
Coeficientes de dilatação térmica :
Concreto e aço possuem
coeficientes de dilatação térmica praticamente
iguais, por isto trabalham em conjunto no caso
de pequenas variações de temperatura.
15. CÁLCULO ESTRUTURAL
CONCRETO ARMADO
Viabilidade
Proteção do aço contra oxidação
O concreto protege duplamente o aço contra a oxidação:
• proteção física – havendo um adequado recobrimento de
concreto, os agentes externos não atacam o aço. Quanto mais
agressivo o meio externo, maior deverá ser a espessura do
recobrimento de concreto.
• proteção química – durante a pega (secagem) do concreto há a
formação de um meio alcalino (cal) que cria uma camada protetora
em torno das barras de aço.
16. CÁLCULO ESTRUTURAL
Identificação dos Elementos Estruturais
* Edifícios usuais de concreto armado
lajes
vigas
pilares
união dos elementos (escadas: lajes e vigas)
pilares junto ao nível do terreno, apoiados em
sapatas diretas ou blocos sobre estacas
17. CÁLCULO ESTRUTURAL
Identificação dos Elementos Estruturais
Elemento estrutural
- deve ter função compatível com os esforços
solicitantes
- segurança deve ser garantida com relação aos
Estados Limites Últimos e de Serviço
- arranjo dos elementos estruturais compatível com
o projeto arquitetônico
18. CÁLCULO ESTRUTURAL
Identificação dos Elementos Estruturais
Arranjo estrutural (Vlassov,1962)
Critério geométrico: faz-se a comparação da
ordem de grandeza das três dimensões
características dos elementos
estruturais.
19. CÁLCULO ESTRUTURAL
Identificação dos Elementos Estruturais
Arranjo estrutural (Vlassov,1962)
Elementos lineares de seção delgada
-Elementos de barras
-Têm espessura (b) muito
menor que a altura (h)
da seção transversal
e esta, muito menor
que o comprimento (l).
20. CÁLCULO ESTRUTURAL
Identificação dos Elementos Estruturais
Arranjo estrutural (Vlassov,1962)
Elementos lineares de seção não delgada
-Têm espessura (b) de
mesma ordem de
grandeza da altura (h)
da seção transversal
e estas, bem menores
que o comprimento (l).
- vigas, pilares, tirantes.
21. CÁLCULO ESTRUTURAL
Identificação dos Elementos Estruturais
Arranjo estrutural (Vlassov,1962)
Elementos bidimensionais
-Elementos estruturais de superfície (lajes dos
pavimentos, lajes das escadas, paredes dos
reservatórios, paredes de arrimo
-Têm as suas dimensões
em planta da mesma
ordem de grandeza e muito
maiores que a espessura (h)
22. CÁLCULO ESTRUTURAL
Identificação dos Elementos Estruturais
Arranjo estrutural (Vlassov,1962)
Elementos tridimensionais
-Têm as 3 dimensões da mesma ordem
de grandeza
-Ex: sapatas de fundações
23. CÁLCULO ESTRUTURAL
No modelo estrutural mecânico idealizado
para o sistema estrutural real:
Vigas servem de apoio para as lajes,
absorvendo as ações a elas transmitidas
Vigas distribuem as ações para os pilares
24. CÁLCULO ESTRUTURAL
No modelo estrutural mecânico idealizado
para o sistema estrutural real:
Pórticos verticais, pilares e vigas, além de
absorverem a ação do vento, contribuem para a
estabilidade global
26. • Corte transversal dos
pavimentos de um
edifício:
Pode-se visualizar os
elementos lineares,
vigas e pilares
necessários para
transferir as ações
atuantes nas lajes dos
pavimentos.
27. CÁLCULO ESTRUTURAL
Ações atuantes:
-Pesos próprios dos elementos da construção
-Pesos dos materiais de acabamento e de todos os
equipamentos fixos
-Ações variáveis normais, relativas a utilização da
edificação: pessoas, móveis, veículos, etc
-Forças atuantes pela ação do vento (absorvidas
pelos pórticos verticais)
32. CÁLCULO ESTRUTURAL
Vigas
Normalmente estão submetidas a ações
uniformemente distribuídas
Em casos que o projeto exija, podem receber
ação concentrada devido a necessidade de se
apoiar viga em viga (esforços de flexão – momento
fletor e força cortante)
34. CÁLCULO ESTRUTURAL
Pilares
Submetidos a esforços de flexo-compressão-
momento fletor e força normal
Devido a ação horizontal têm solicitação de
força cortante
35. CÁLCULO ESTRUTURAL
Lajes
Placas de concreto armado, normalmente
horizontais
Nas estruturas de edifícios:
- são responsáveis por receber as ações
verticais, permanentes ou acidentais
- representam, no consumo total, um
consumo de concreto da rodem de 50% do volume
total
47. CÁLCULO ESTRUTURAL
Custo da estrutura em concreto armado moldado
no local
-Edifícios convencionais: 20 a 25% do custo total
-Custos envolvidos: materiais de construção,
barras e fios de aço, materiais de formas,
andaimes, mão-de-obra, lançamento,
adensamento, cura e desforma.