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Teoria das Estruturas
A estrutura é a parte da construção responsável pela resistência às ações externas (cargas). Uma estrutura pode estar sujeita à ação de diferentes tipos de carga, tais como pressão do vento, reação de um pilar ou viga, as rodas de um veículo, o peso de mercadorias, etc. Estas cargas podem ser classificadas quanto à ocorrência em relação ao tempo e quanto às leis de distribuição. Cargas: Quanto à ocorrência em relação ao tempo: Cargas Permanentes: Atuam constantemente na estrutura ao longo do tempo e são devidas ao seu peso próprio e dos revestimentos e materiais que a estrutura suporta. Trata-se de cargas com posição e valor conhecidos e invariáveis. As cargas Acidentais são aquelas que podem ou não ocorrer na estrutura e são provocadas por ventos, empuxo de terra ou água, impactos laterais, frenagem ou aceleração de veículos, sobrecargas em edifícios, peso de materiais que preencherão a estrutura no caso de reservatórios de água e silos, efeitos de terremotos, peso de neve acumulada (regiões frias), etc.
Quanto a distribuição: Cargas concentradas: São cargas distribuídas aplicadas a uma parcela reduzida da estrutura, podendo-se afirmar que são áreas tão pequenas em presença da dimensão da estrutura que podem ser consideradas pontualmente, ou seja, aplicada sobre um único ponto da estrutura.
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Cargas distribuídas: Correspondem a aplicação de força por unidade de comprimento. Podem ser classificadas em uniformemente distribuídas (em formatos retangulares, constante ao longo de todo comprimento analisado) e uniformemente variáveis (em formatos triangulares ou trapezoidais ao longo do comprimento analisado).
Vínculos ou apoios A função básica dos vínculos ou apoios é de restringir o grau de liberdade das estruturas por meio de reações nas direções dos movimentos impedidos, ou seja, restringir as tendências de movimento de uma estrutura. Os vínculos têm a função física de ligar elementos que compõem a estrutura, além da função estática de transmitir as cargas ou forças. Os vínculos ou apoios são classificados em função de número de movimentos impedidos. Para estruturas planas existem três tipos de vínculos: Vínculos de Primeira Ordem (apoio simples): São aqueles que impedem deslocamento somente em uma direção, produzindo reações equivalentes a uma força com linha de ação conhecida. Apenas uma reação será a incógnita.
Teoria das Estruturas Hipoestática: tem menos vínculos do que o necessário. Hiper-estática: tem número de vínculos maior que o necessário. O número de reações de apoio excede o das equações fundamentais da estática. **Estudaremos as estruturas Isostáticas: Vale lembrar:
Força: é tudo que altera o estado de repouso ou o movimento de um corpo. Sua unidade no S.I. é N (Newton). As forças são quantidades vetoriais com direção, sentido e intensidade. Momento: se chama momento de uma força F em relação ao ponto zero ao produto vetorial M = F x d (d é a distancia do ponto zero ao ponto de aplicação da força F, linha de ação de F). Sua unidade no S.I. é N.m (Newton x metro).
Condições de equilíbrio Para um corpo, submetido a diferentes forças, estar em equilíbrio, é necessário que as forças não provoquem tendência à rotação e translação.
Translação depende das forças resultantes: Σ F = 0
Rotação depende dos momentos resultantes: Σ M = 0
A resultante das forças horizontais igual a zero ( S H=0 )
A resultante das forças verticais igual a zero ( S V=0 )
A resultante dos momentos das forças e dos momentos aplicados é igual a zero ( S M=0 )
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Logo, tem-se as seis equações fundamentais da estática: Σ Fx = 0; Σ Fy = 0; Σ Fz = 0 Σ Mx = 0; Σ My = 0; Σ Mz = 0 Tipos de vigas: Bi-apoiadas
Diagramas:
Diagramas ou Linhas de Estado são o estudo gráfico dos esforços simples. Esses gráficos retratam os valores dos esforços simples ao longo da estrutura, permitindo a visualização das variações desses esforços de uma seção para outra.
Classificação: Diagrama de Força Normal: retrata os esforços normais (tração e compressão) ao longo da estrutura.
Diagrama de Força Cortante: retrata os esforços cortantes (cisalhamento) ao longo da estrutura.
