Estruturas Flashcards
O que é uma estrutura (edificação)?
Conjunto de elementos que se inter-relacionam para desempenhar uma função: criar um espaço em que as pessoas exercerão diversas atividades. Esse conjunto de elementos torna-se o caminho pelo qual as forças que atuam sobre ela deve transitar até chegar ao destino final, o solo.
Como se caracteriza o caminho das forças?
Forças gravitacionais tendem a tomar o caminho vertical. Se for oferecido a essas forças um caminho mais longo, elas tendem a desviar-se do caminho natural, provocando esforços que solicitarão os elementos presentes nesse caminho.
Como o caminho influência na forma e na dimensão dos elementos?
Uma estrutura com muitos caminhos tendem a tê-los mais estreitos, como em caso de treliças espaciais; já as com poucos caminhos sofrem um maior acumulo de forças em cada um, obrigando-os serem maiores, como em vigas e pilares.
Qual a melhor solução estrutural?
A melhor solução é a que procura resolver da melhor maneira os requisitos impostos, seja de execução, de estética, de funcionalidade ou econômicos.
Qual a influência da geometria na capacidade de suportar cargas em um elemento estrutural?
A resistência do material sozinha não garante capacidade resistênce em um elemento. Um fio de material bastante resistente à solicitação axial, por exemplo, pode não suportar o próprio peso quando colocado em pé. Uma folha pode não suportar o próprio peso quando projetada fora da mão, mas pode ganhar rigidez ao se fazer uma pequena curvatura. Ou seja, a forma também pode ter um papel essencial na capacidade resistênte de um elemento, e se bem elaborada, pode aumentar bastante a capacidade desse elemento em suportar carregamentos.
Quanto às relacões geométricas, como são classificados os elementos estruturais?
Três tipos básicos: blocos, barras e lâminas. Bloco tem as três dimensões com a mesma ordem de grandeza. A barra tem uma de suas dimensões (o comprimento) como predominante. A lâmina tem duas dimensões predonimantes (comprimento e largura) sobre a terceira (espessura). As lâminas podem ser ainda classificadas como: Membranas (finas e que apresentam resistência apenas no seu plano), como uma lona. Tente também a adquirir a forma do carregamento; Placas (possui maior rigidez e capacidade de suportar carga perpendicular ao plano), como lajes; Casca (pequena espessura e maior resistência a cargas fora do plano, devido à dobraduras e curvarutas aplicadas em seu plano).
Definição de tensão
É a quantidade de força que atua sobre uma unidade de área. Quando aplicada perpendicularmente à superfície, é chamada de tensão normal. Quando aplicada paralelamente à superficie, é chamada de tensão tangencial.
O que é regime de segurança?
Regime de trabalho de uma estrutura abaixo do seu limite de resistência, com uma certa folga para que a segurança contra imprevistos.
O que é tensão admissível?
Tensão a qual a estrutura trabalha dentro do seu regime de segurança.
O que é a deformação de um elemento estrutural?
Deslocamento de suas moleculas quando submetida a carregamentos.
O que é regime elástico?
Regime de trabalho no qual a deformação é proporcional à força aplicada. Caso o carregamento deixe de existir, a estrutura volta ao seu estado inicial.
O que é regime plastico?
Regime de trabalho no qual a deformação não é mais proporcional à força aplicada. Caso o carregamento deixe de existir, a estrutura apresentará uma deformação permanente.
O que é o escoamento do material?
Fenomeno caracterizado pela deformação do material sem aumento do carregamento que ocorre normalmente entre o regime elastico e plastico.
O que é deformação específica?
Relação entre deformação real e comprimento inicial da barra.
O que é modulo de elasticidade?
É a inclinação da reta no gráfico tensão x deformação e caracteriza a capacidade de deformação de um material.
Qual material é mais deformavel, aço ou concreto?
O concreto é na ordem de 10x mais deformável que o aço. Porém, nas estruturas pode parecer que o aço é mais deformável. Isso por que as peças de aço, devido à sua maior resistência, geralmente são mais esbeltas, enquanto que as de concreto são mais volumosas. Assim, peças metálicas podem ser mais deformáveis.
O que é a Lei de Hooke?
Lei matemática que relaciona a tensão aplicada a um material e a respectiva deformação.
Quais as condições para que uma estrutura esteja em equilíbrio?
Externas (equilíbrio dos vínculos, ou seja, apoios e ligações) e internos (equilíbrio das forças que ocorrem dentro das seções). Para um elemento estrutural estar em equilíbrio estático no plano, seu movimento vertical, horizontal e giro devem ser impedidos. Para que ocorra o equilíbrio interno, é necessário que as seções que compõem o elemento estrutural naõ se desloquem vertical ou horizontalmente, nem gire.
Como são classificadas as estruturas em termos de condição de equilíbrio?
Isoestática (condições de estabilidade minimas necessárias), hiperistática (condições de estabilidade acima das mínimas necessárias) e hipoestática (condições de estabilidade abaixo das mínimas necessárias). Estruturas hipostáticas não interessam ao universo das estruturas de edificações, pois tendem a cair.
Como identificar se uma estrutura é iso, hipo ou hiperestática?
Por meio da análise das possibilidades de movimento quando submetica a quaisquer condições de carregamento. Verifica-se em que direção os nós (vinculos) permitem movimentos.
Como são classificados os vinculos?
Articulado móvel (permite giro e deslocamento relativo entre elementos em uma direção), articulado fixo (permite apenas o giro entre elementos), e engastado (não permite giro nem deslocamentos entre os elementos).
Como esses vinculos se aplicam na prática?
Podem ser executados para trabalhar exatamente ou aproximadamente igual ao apresentado na teoria. Isso depende de como as ligações são concebidas e executadas, da rigidez e dimensões dos elementos estruturais, do tipo e intesidade dos carregamentos nos elementos, entre outros fatores. A escolha do vinculo depende basicamente do modelo físico idealizado para o comportamento da estrutura.
Entre a estrutura isostática e hiperestatica, qual a melhor?
Estruturas hiperestáticas é sempre menos solicitada do que estruturas isostáticas, resultando em menor consumo de material. Além disso, estruturas hiperestáticas apresentam condições de estabilidade acima da mínima, resultando em um grau de segurança maior. Porém, as estruturas isostáticas são mais faceis de serem analisadas do ponto de vista do cálculo, são mais fáceis de serem executadas, tornando muito úteis em estruturas pre-fabricadas. A não continuidade lhes permitem ainda um elemento dilatar-se ou retrair-se livremente, sem afetar os outros elementos. Estruturas moldadas “in loco” geralmente são hiperestáticas. Já estruturas pre-moldadas, de madeira e aço, devido à industrialização do processo, executados através de montagem e visando a simplificação das ligações, são isostáticas.
Como se dá a ruptura de um elemento estrutural?
Dá-se pela perda de equilibrio interno, ou seja as tensões no material provocam algum deslocamento relativo entre as seções. Essa perda de equilíbrio só é perceptível externamente por meio da observação da forma como o elemento se deforma, pois é possivel prever o que ocorre dentro da estrutura através das deformações vísiveis externas.
Quais são os tipos de solicitação que uma peça pode ser submetida?
Tração axial: forças externas provocam uma deformação positiva uniforme na direção de aplicação da força, ou seja aumentando o tamanho do elemento nessa direção, que são resistidas por uma força uniforme e de sentido oposto normal ao plano das seções (força de tração); Compressão axial: similiar à tração, mas a força provoca deformação negativa uniforme, diminuindo o tamanho da peça nessa direção. Essa força é resistida por uma força interna de igual intensidade mas sentido oposto (força de compressão).
Como se dá a perda de equilibrio em uma peça solicitada tração ou compressão?
Se uma barra é submetida a uma força de tração axial gradativamente, as tensões internas aumentam até, ultrapassa o limite de resistência, o material se rompa.
Na compressão axial, pode ocorrer a perda de estabilidade da peça antes que seja atingida a tensão de ruptura à compressão do material. Esse fenômeno é chamado de flambagem.
O que é a flambagem e quais fatores contibuem para que ela aconteça?
É a perda de estabilidade do elemento submetido à compressão axial, onde o elemento sofre uma flexão ou um giro em torno do próprio eixo. Observa-se também que as seções da barra, antes paralelas, giram em torno dos seus proprios eixos, aproximando-se em uma das façes e afastando-se em outra. Varios fatores podem contribuir para isso: intensidade da força (quanto maior a intensidade, maior o risco); o tipo de material (maior deformabilidade, maior o risco), comprimento (quanto maior o comprimento da peça, maior o risco), a forma e a dimensão das seções (maior ou menor facilidade de giro das seções das peças em determinada direção e está relacionada com o conceito de momento de inercia).
