Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS

Apresentação em tema: "Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS"— Transcrição da apresentação:

1 Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS
Manoel J.C. Serrão Eng. Civil, Esp. Seg. do Trabalho e Mestrando em Sustentabilidade Energética

2 TÓPICOS ESTRUTURAS SISTEMAS CONSTRUTIVOS SISTEMAS ESTRUTURAIS
A estrutura vista através da história da tecnologia da construção. A estrutura e a arquitetura. Conceitos fundamentais da estrutura - tensão, carregamentos axiais, torção e flexão pura. SISTEMAS ESTRUTURAIS  Fornece conhecimento básico a respeito dos vários sistemas estruturais, sua aplicação, funcionamento, materiais e conceitos de resistência aos diversos tipos de esforços. Visa o desenvolvimento da capacidade do aluno de compreender e propor os sistemas estruturais das edificações. Aborda: estruturas que atuam sob o efeito de tração, compressão, e, Tração e compressão combinadas. Estruturas que atuam devido à capacidade resistente da massa e da continuidade do material, estruturas superficiais, sistemas verticais de transporte de cargas e escolha de formas estruturais. SISTEMAS ESTRUTURAIS EM CONCRETO ARMADO  Aborda os conceitos de equilíbrio e resistência, o estudo das forças e cargas, inércia de superfícies planas, tensões e deformações em sólidos. Esforços simples, de tração, flexão e torção. Esforços combinados. Estruturas isostáticas e hiperestáticas. Determinação de esforços externos e internos. Carregamentos, Transmissão de cargas e esforços internos. Dando embasamento para o estudo do dimensionamento das estruturas em Sistemas Estruturais em Arquitetura. Estuda as estruturas de concreto armado e protendido, os materiais, as formas construtivas, o seu dimensionamento e detalhamento. SISTEMAS ESTRUTURAIS EM AÇO E MADEIRA  Estudo das estruturas de madeira e aço abordando o seu dimensionamento e suas ligações. Estudo de estruturas alternativas regionais. Tópicos especiais em sistemas estruturais.

3 SISTEMAS CONSTRUTIVOS
Introdução Definições básicas Sistemas construtivos História dos sistemas construtivos Visão geral Porque a história dos sistemas construtivos As fases: Pré-história européia Egito Antigo Mesopotâmia Grécia Antiga Etrúria e Roma Catedrais góticas Renascimento Revolução industrial Pontes metálicas do século XIX Os primeiros arranha-céus As primeiras pontes de concreto armado e protendido Torres e edifícios altos As grandes pontes Grandes coberturas Introdução Definições básicas Sistemas construtivos História dos sistemas construtivos Visão geral Porque a história dos sistemas construtivos As fases: Pré-história européia Egito Antigo Mesopotâmia Grécia Antiga Etrúria e Roma Catedrais góticas Renascimento Revolução industrial Pontes metálicas do século XIX Os primeiros arranha-céus As primeiras pontes de concreto armado e protendido Torres e edifícios altos As grandes pontes Grandes coberturas

4 Introdução O que são sistemas estruturais?
Estrutura é o conjunto de elementos que, interagindo entre si, formam um sistema que desempenha função específica.

5 História dos sistemas construtivos
Visão geral Há cerca de anos, tendo descoberto a agricultura e a pecuária, o homem deixou de ser nômade, passando a residir em um local fixo; surgiram então os primeiros edifícios permanentes e as primeiras aldeias.     Desde esta época, o homem vem erguendo construções que o abriguem, que permitam a reunião de grandes comunidades irmanadas por um objetivo religioso, político ou de lazer, que possibilitem a transposição de um rio ou a barragem de um curso d’água.     As primitivas construções iniciais deram lugar às monumentais pirâmides egípcias, aos harmoniosos templos gregos, às extaordinárias cúpulas romanas, à sublime catedral gótica, às imensas pontes de ferro e de aço, aos enormes arranha-céus de aço e de concreto

6 História dos sistemas construtivos
Porque a história dos sistemas construtivo   1. Possibilita que se conheçam e se valorizem as extraordinárias construções que vêm sendo edificadas pelo homem desde a pré-história até os dias de hoje;    2. Revela que as construções, além de satisfazerem as necessidades do homem, são uma importantíssima expressão cultural, social, política e econômica das sociedades que as erigiram;    3. Mostra o papel fundamental que os novos materiais e os novos sistemas estruturais sempre tiveram, e continuam tendo, na evolução das estruturas;    4. Permite que se compreenda qualitativamente como funcionam estruturas.

7 História dos sistemas construtivos
Pré-história europeia - Ponte Ficha Técnica Nome Tarr Steps Sistema Estrutural Vigas simplesmente apoiadas Função Travessia de pessoas Localização Sobre o Rio Barle, noroeste de Dulverton, Somerset, Inglaterra Época da construção Provavelmente pré-histórica Execução Desconhecida Dimensões 17 vãos totalizando 55 m Material Granito

8 História dos sistemas construtivos
Pré-história europeia - Stonehenge Ficha Técnica Nome Stonehenge Sistema Estrutural Pilares e vigas simplesmente apoiadas Função Templo Localização Salisbury Plain, Salisbury, Inglaterra Época da construção 3100 a.C a.C. Execução Desconhecida Dimensões Diâmetro do círculo de pedra: 30 m Material Os blocos maiores são de arenito, e os menores de rochas conhecidas como "bluestones", encontradas nas montanhas Preseli, no sudoeste do País de Gales.

9 História dos sistemas construtivos
Egito Antigo - Pirâmide de Sacara

10 Disciplina: Sistemas Estruturais Introdução (1/7)
Manoel J.C. Serrão Eng. Civil, Esp. Seg. do Trabalho e Mestrando em Sustentabilidade Energética

11 Definições básicas O que são sistemas estruturais?
Estrutura é o conjunto de elementos que, interagindo entre si, formam um sistema que desempenha função específica. A Sociedade é um sistema onde os elementos são os indivíduos que se relacionam através de inúmeras funções ou atividades, dando origem a estrutura social. O corpo humano é um sistema onde os elementos são os órgãos que se relacionam através de inúmeras funções ou atividades, dando origem a estrutura do organismo. Sistema Estrutural de uma edificação é o conjunto de elementos estruturais que, interagindo entre si, formam um sistema que desempenha função específica.

12 ELEMENTOS ESTRUTURAIS
Definições básicas Sistema Estrutural de uma edificação é o conjunto de elementos estruturais (lajes, vigas, pilares, arcos ...) que, interagindo entre si, formam um sistema que desempenha função específica (transmitir esforços até a fundação, garantir estabilidade ...). Laje Recebe os carregamentos e transmite para as vigas Viga Recebe o os esforços das lajes e transmite para os pilares Pilares Recebem os carregamentos das vigas e transmite a fundação. Fundação Recebe os esforços dos pilares e transmite ao solo. Solo Recebe os esforços da fundação e dissipa nas diferentes camadas que forma a estrutura do solo. ELEMENTOS ESTRUTURAIS

13 Definições básicas O sistema material da edificação capaz de transmitir cargas e absorver esforços, de modo a garantir a estabilidade, a segurança e integridade da construção, cooperando na sua organização espacial e na sua expressão, mediante ao adequado emprego dos materiais, das técnicas, dos processos e dos recursos econômico-financeiros (Weidle apud SILVA, 2000,p.13)

14 Sistemas Estruturais e a Arquitetura
Projeto Criação Análise física Análise tecnológica Análise econômica Concepção Estrutural, materiais “Antigamente quando de terminava uma estrutura viam-se apenas lajes e apoios. A arquitetura vinha depois, como uma coisa secundaria e eu queria o contrario essa junção da estrutura com a arquitetura, queria que elas nascessem juntas e fossem bastante sem nenhum detalhe para demonstrar o projeto de arquitetura.” (Oscar Niemeyer)

15 Influência do sistema estrutural na expressão arquitetônica
A principal função, do ponto de vista estrutural, para uma edificação é ser estática: Estado limite último Segura Capacidade de sustentação Resistência Estabilidade Estado limite de serviço Adequada ao uso Durabilidade Estética Conforto

16 Disciplina: Sistemas Estruturais Carregamentos (2/7)
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17 Conceito Qualquer influência que causa forças ou deformações em uma estrutura. É a interação da estrutura com a natureza e com o resultado de sua utilização. Carregamento Forma de atuação Concentrada Distribuída linearmente Distribuída superficialmente Tempo de atuação Permanente Acidentais

18 Disciplina: Sistemas Estruturais Introdução (1/7)
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19 Tipos de carregamento quanto ao ponto de aplicação
Concentrado Aplicado a um ponto: Pilar sobre ou sob laje ou viga; Um objeto sobre uma laje A ação do pilar sobre a fundação A reação de uma viga apoiada sobre outra.

20 Tipos de carregamento quanto ao ponto de aplicação
Distribuída linearmente Aplicado em uma direção: Parede sobre laje; Parede sobre viga. Parede sobre laje Parede sobre viga

21 Tipos de carregamento quanto ao ponto de aplicação
Distribuída superficialmente Aplicada em uma superfície: Revestimento de piso; Pessoas sobre a laje. Revestimento de piso Uma pilha de cimento sobre laje

22 Classificação dos carregamentos com relação ao tempo de atuação
Permanente São carregamentos atuantes sobre a estrutura por toda sua vida útil, independente de condições externas. Peso próprio; Cobertura; Alvenaria; Revestimento;

23 Classificação dos carregamentos com relação ao tempo de atuação
Acidental Nem sempre estão presentes em um Sistema Estrutural. Há épocas em que eles são atuantes e há épocas em que eles não aparecem. Mas sempre devem ser considerados. Vento; Empuxo; Frenagem; Sobrecargas; Terremoto; Neve; Cargas móveis. Isopletas Ações Horizontais NBR-6123

24 Classificação dos carregamentos com relação ao tempo de atuação
Acidental Nem sempre estão presentes em um Sistema Estrutural. Há épocas em que eles são atuantes e há épocas em que eles não aparecem. Mas sempre devem ser considerados. Vento; Empuxo; Frenagem; Sobrecargas; Terremoto; Neve; Cargas móveis. Empuxo horizontal: Estacionamento semienterrados e enterrados, reservatórios Métodos empíricos

25 Classificação dos carregamentos com relação ao tempo de atuação
Acidental Nem sempre estão presentes em um Sistema Estrutural. Há épocas em que eles são atuantes e há épocas em que eles não aparecem. Mas sempre devem ser considerados. Vento; Empuxo; Frenagem; Sobrecargas; Terremoto; Neve; Cargas móveis. Frenagem Sobrecargas: NBR 14936

26 Revisão A arquitetura anda de mãos dadas com a engenharia através do relacionamento: Sistemas estruturais & concepção; A boa interação entre esses dois ramos do conhecimento garante segurança (ELU) e Operacionalidade (ELS); Sistema Estrutural de uma edificação é o conjunto de elementos estruturais que, interagindo entre si, formam um sistema que desempenha função específica. Esses elementos são: Laje, pilar, viga, fundação ... A interação entre eles são os esforços e as reações; A interação da estrutura com o ambiente origina os carregamentos; Os carregamentos podem ser concentrados ou distribuidos quanto a aplicação e quanto ao tempo de ação podem ser permanentes ou acidentais.

27 Exercício Baseado no esquema ao lado definir a carga em:
lajes:  L1  vigas: V2 e V5  pilares: P5 Dados: piso de escritório revestimento da laje: taco  alvenaria: 1 vez material: concreto armado reação da laje L1 nas vigas V1, V3, V4 e V5: 6,25 KN/m reação da viga V1 sobre os pilares P1 e P2: 42,68 KN reação da viga V2 sobre a viga V5 e o pilar P5: 2,19 KN reação das vigas V3 e V4 sobre os pilares P1,P3 e P4: 43,93 KN reação da viga V5 sobre o pilar P2: 43,33 KN reação da viga V5 sobre o pilar P4: 44,21KN

28 Exercício Para se calcular as cargas em uma edificação, inicia-se sempre de cima para baixo (da cobertura para o térreo) na seguinte sequência: lajes, vigas, pilares e fundações. Portanto, no nosso exemplo, calcularemos primeiramente a carga na laje L1, depois nas vigas V2 e V5 e finalmente no pilar P5. Pode-se ver através do esquema que as cargas são as seguintes:   Laje L1: Peso-próprio (distribuída/m2) + revestimento (distribuída/m2) + sobrecarga (distribuída/m2) peso-próprio: pp = 0,10 m . 25 kN/m3 = 2,50 kN/m2 revestimento: rev = 0,50 kN/m2 sobrecarga: sc = 2,00 kN/m2 total = 5,00 kN/m2 Viga V2: Peso-próprio (distribuída/m) peso-próprio: pp = 0,10 m . 0,50 m . 25 kN/m3 = 1,25 kN/m

29 Exercício Viga V5: Peso-próprio (distribuída/m) + alvenaria (distribuída/m) + reação da laje L1 (distribuída/m) +  reação da viga V2 (concentrada) peso-próprio: pp = 0,20 m . 0,50 m . 25 kN/m3 = 2,50 kN/m alvenaria:  alv = 2,60 m . 3,20 kN/m2 = 8,32 kN/m laje: laje = 6,25 kN/m total = 17,07 kN/m

30 Exercício Pilar P5: Peso-próprio (concentrada) + reação da viga V2 (concentrada) peso-próprio: pp = 0,20 m . 0,20 m . 2,60 m . 25 kN/m3 = 2,60 kN reação da viga: viga = 2,19 kN total = 4,79 kN

31 Disciplina: Sistemas Estruturais Esforços (3/7)
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33 Disciplina: Sistemas Estruturais Reações (4/7)
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35 Disciplina: Sistemas Estruturais Elementos estruturais (5/7)
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37 Disciplina: Sistemas Estruturais Sistemas estruturais (6/7)
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39 Disciplina: Sistemas Estruturais Fundações (7/7)
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