analise_estrutural

AnliseEstrutural

Estruturas de Edifcio IEstruturasdeEdifcioIProfa.LiaYamamoto

Referncia:Kimura,A..InformticaAplicadaemEstruturasdeConcretoArmado

DiscussoDiscusso

Oqueummodeloestrutural? Quais os modelos usuais no clculo deQuaisosmodelosusuaisnoclculodeedifcios?Q l d l i d d ? Qualomodelomaisadequado?

QuaisasparticularidadesdaanlisedeQ pedifciosdeconcretoarmado???? ???

Anlise EstruturalAnliseEstrutural

Aanliseestruturalconsistenaobtenoeavaliaodarespostadaestruturaperanteas p paesquelheforamaplicadas.

Significacalculareanalisarosdeslocamentoseesforossolicitantesnospilares,nasvigasenas lajes que compem um edifcio.naslajesquecompemumedifcio.


Tratasedaetapamaisimportantedetodooprocessodeelaboraodeumprojetop p jestrutural.

Atravsdosseusresultadosqueserodimensionadosedetalhadososelementosdaestrutura, bem como sero avaliados oestrutura,bemcomoseroavaliadosocomportamentoemserviodoedifcio.


Podesedizerquecalcularaestruturadeumedifciofazerasuaanliseestrutural.


Emboraoprodutofinaldoprojetodeumaestruturasejacompostosomenteporj p pdesenhosdasarmaesdoselementos,aanlise estrutural de um edifcio deve seranliseestruturaldeumedifciodeveserrealizadasempredeformamuitocuidadosaecriteriosacriteriosa.

necessriotercinciaqueessaetapafundamentalnaqualidadefinaldoproduto.


Umaanliseestruturalmalfeitaresultanumdimensionamentodearmadurasmalfeito.Seadistribuiodosesforosforcalculadadeforma errada as armaduras seroformaerrada,asarmadurasseroposicionadasemlugaresincorretosdaestruturaestrutura.

Modelo EstruturalModeloEstrutural

Oqueummodeloestrutural?Tratase de um prottipo que procura simularTrata sedeumprottipoqueprocurasimularumedifcioreal.


Existeminmerosmodelosestruturaisquepodemserempregadosnaanlisedeedifciosp p gdeconcretoarmado.Algunsmaissimples,outros mais complexos Alguns bastanteoutrosmaiscomplexos.Algunsbastantelimitados,outrosmaisabrangentes.


Mtodosaproximados+vigascontnuas Vigas + pilaresVigas+pilares Grelhasomentedevigas Grelhasdevigaselajes Prtico planoPrticoplano Prticoespacial Elementosfinitos

Mtodosaproximados+Vigascontnuas

A li t t l b d t d l li dAanliseestruturalbaseadanestemodelorealizadadaseguintemaneira:

a) Os esforos e as flechas nas lajes so calculados aa) Osesforoseasflechasnaslajessocalculadosapartirdetabelasbaseadasemdiversosmtodosaproximadosconsagrados.(Ex.:Marcus,Czerny,etc.)

b) Ascargasdaslajessotransferidasparaasvigasporreadeinfluncia(telhado).

c) Os esforos e as flechas nas vigas so calculados porc) Osesforoseasflechasnasvigassocalculadospormeiodomodeloclssicodevigacontnuacomapoiossimplesquesimulampilares.p q p

d) Areaoverticalobtidanosapoiosdasvigastransferidacomocargaconcentradaparaospilares.


Tratasedeummodeloestruturalextremamentesimples,defcilcompreensoequepermiteumavisualizaomuitoclaradopercursodascargasverticaisaplicadasaoedifcioatasfundaes.


E t d i t i Essemtodopossuicertasaproximaesquelimitamoseuusoparaoclculodeestruturasmais complexas:maiscomplexas:

Aslajes,asvigaseospilaressocalculadosdeforma totalmente independente No formatotalmenteindependente.Noconsideradaainteraoentreesseselementos.Navidareal,umaedificaomonoltico,seuselementostrabalhamdeformaconjunta.

Asligaesentreasvigaseospilaressol d h f darticuladas.Nohtransfernciademomentos

fletores entreeles.


S l j i l i l Somentelajessimplescomgeometriaregularecondiesdeapoiomuitobemdefinidaspodem

l l d l i dsercalculadaspelosprocessosaproximados.Painisdelajescomplexos,muitocomunsnosprojetos atuais no podem ser analisados porprojetosatuais,nopodemseranalisadosporessesmtodos.A di ib i d d i fl i Adistribuiodecargasporreadeinflunciasomentevalidaparaaslajescomgeometria

l di t ib i d ifregular,distribuiodecargauniformeecondiesdeapoiobemdefinidas.


Osefeitosprovocadospelasaeshorizontaisnoedifcionosoconsideradosnestemodelo.Somentesotratadasascargasverticaisverticais.

Porsetratardeummodeloestruturalnoqual l f l lpossvelfazerosclculosinteiramenteamo,edeformafcilerpida,eleaindamuitoutilizadoparaavalidaoderesultados.

Viga + Pilares (Prtico H)Viga+Pilares(PrticoH)

Tratasedeumaevoluodiretadomodeloclssicodevigacontnuautilizadaparaanliseg pdevigas.

Em vez de apoio simples os lances inferior e Emvezdeapoiosimples,oslancesinferioresuperiordospilaressomodelados

f juntamentecomaviga,formandoumprticoplano.

Viga + Pilares (Prtico H)Viga+Pilares(PrticoH)

ummodelosimplesedefcilinterpretao,masquepossuibasicamenteasmesmasq plimitaesdomodeloestruturalanterior.Anica vantagem a considerao da interaonicavantagemaconsideraodainteraoentreasvigaseospilares.

Grelha somente de vigasGrelhasomentedevigas

Tratasedeummodelodirecionadoparaaanliseestruturaldeumpavimento,noqualp qlevadaemcontaainteraoentretodasasvigas presentes no mesmovigaspresentesnomesmo.


Compostoporelementoslineares(barras)quesimulamasvigas.Essassodispostasnoplanog p phorizontaldalajeeestosubmetidasacargasperpendiculares (cargas verticais) oriundas daperpendiculares(cargasverticais),oriundasdatransfernciadaslajesporreadeinfluncia.


il d i Ospilaressorepresentadosporapoiossimples.Aslajesnosoconsideradasnomodeloeprecisamseranalisadasparte.

Cadabarrapossuiumaseo(rea,inrcia)ep ( , )ummaterial(mdulodeelasticidadelongitudinaletransversal),quesodefinidosg ), qdeacordocomageometria(seotransversal)e um material (concreto) da viga,eummaterial(concreto)daviga,respectivamente.

Grelha somente de vigasGrelhasomentedevigasC d i t t b 3 d Cadainterseoentreasbarras:3grausdeliberdade(1translaoe2rotaes).

Possibilitaaobtenodosdeslocamentosef ( ) d d l desforos(Q,MeT),oriundosdaaplicaode

aesverticais,emtodasasvigasdopavimento,bem como a carga nos pilares por meio dasbemcomoacarganospilarespormeiodasreaesdeapoio.


Nopossvelanalisarosefeitosdasaeshorizontaisnoedifcio.

Teveseuusopraticamentesubstitudopelagrelha de vigas e lajesgrelhadevigaselajes.

Grelha de vigas e lajesGrelhadevigaselajes

d d l di i d Tratasedeummodelodirecionadoparaanliseestruturaldeumpavimento.Tambmdenominadocomoanlisedepavimentosporanalogiadegrelha.

Ainteraoentretodasaslajesevigasdopavimentoconsideradadeformabastantepprecisa.

Os pilares so representados por apoios Ospilaressorepresentadosporapoiossimples.


compostoporelementoslinearesdispostosnoplanohorizontaldopisoquesimulamasp p qvigaseaslajes,formandoumamalhadebarras submetida a cargas verticaisbarrassubmetidaacargasverticais.


Atransfernciadecargasdaslajesparaasvigasnofeitaporreadeinfluncia.g p

Umavezaplicadaascargasverticaisnoselementos a distribuio dos esforos naselementos,adistribuiodosesforosnaslajesevigasfeitadeacordocomarigidezde

b f cadabarra.Oesforomigrarautomaticamenteparaasregiesdemaiorrigidez.


Emcadainterseoentreasbarrasdefinidoumnquepossui3grausdeliberdade(1translaoe2rotaes),tornandosepossvelobterosdeslocamentoseosesforosoriundosdaaplicaodeaesverticais,emtodasasvigaselajesdopavimento,bemcomoacarganospilarespormeiodasreaesdeapoio.


Noepossvelanalisarosefeitosdasaeshorizontaisnoedifcio.

Estemodeloabrangepraticamentetodosostipos de lajes utilizados nas edificaes taistiposdelajesutilizadosnasedificaes,taiscomo:lajesmaciasconvencionais,lajes

l l l lnervuradas,lajestreliadas,lajesplanaselajescogumelos.

Prtico PlanoPrticoPlano

Tratasedeummodelodirecionadoparaanlisedocomportamentoglobaldeump gedifcio,enoapenasdenicopavimento.

Admite tanto a aplicao de aes verticais Admitetantoaaplicaodeaesverticaiscomohorizontais.


d l d b Umapartedaestruturaanalisadaporbarrasdispostasnummesmoplanoverticalquerepresentamumconjuntodevigasepilarespresentes em um mesmo alinhamento dopresentesemummesmoalinhamentodoedifcio.A l j f t d d l Alajenofazpartedomodelo.


Cadanentreoselementoslinearespossui3grausdeliberdade(2translaese1rotao),g ( )possibilitandoaobtenodosdeslocamentose esforos em todas as vigas e pilareseesforosemtodasasvigasepilares.


Estemodeloutilizadocommuitosucessonaanlisedosefeitosdovento,bemcomonaavaliaodaestabilidadeglobaldeedifcios.

Na prtica devido aos sistemas Naprtica,devidoaossistemascomputacionais,estemodelofoisubstitudo

l l lpelomodelodeprticoespacial.

Prtico EspacialPrticoEspacial

Modelotridimensionalcompostoporbarrasquerepresentamtodosospilaresevigasq p p gpresentesnoedifcio,possibilitandoumaavaliao bastante completa e eficiente doavaliaobastantecompletaeeficientedocomportamentoglobaldaestrutura.


Admiteaaplicaosimultneadeaesverticaisehorizontais,podendoseravaliadoopcomportamentodoedifcioemtodasasdirees e sentidosdireesesentidos.


Cadanpossui6grausdeliberdade(3translaese3rotaes),possibilitandoa ) pobtenodosdeslocamentoseesforosemtodas as vigas e pilarestodasasvigasepilares.


Amplamenteutilizadoemprojetosprofissionaiselaboradoscomoauxliodeumapferramentacomputacional.

Admite tanto o clculo de edifcios altos e Admitetantooclculodeedifciosaltosecomplexoscomoestruturasdepequenoporte.

Prtico EspacialPrticoEspacial Tambm utilizado na anlise de pavimentos deTambmutilizadonaanlisedepavimentosdeconcretoarmado(vigas+lajes),devidoapossibilidadede avaliar a distribuio dos esforos horizontaisdeavaliaradistribuiodosesforoshorizontaispresentesnoplanodopisooriundosdeaescomoaretraoeprotenso quenopodemsera et ao e p ote so que o pode seanalisadosnomodelodegrelha.

Elementos FinitosElementosFinitos

Mtodonumricoconsagradoeeficientequepodeserplenamenteutilizadonaanlisedep pinmerostiposdeestruturasdeconcretoarmadoarmado.

Umaestruturaoupartedelarepresentadal lhporumconjuntodeelementosoumalha.


Existeminmerostiposdeelementosfinitosjdesenvolvidosetestados,cadaqualcomasuaqformulaoparticular. Elementos finitos lineares grelha e prtico Elementosfinitoslineares grelhaeprticoespacialEl t fi it bidi i i l h Elementosfinitosbidimensionais placa,chapa,casca,membrana...

Elementosfinitostridimensionais slidos


Ainterpretaoeanlisedosresultadossomaiscomplicadasqueosdemaismodelos,p qmesmocomoauxlioderecursosgrficosdisponveis nos sistemas computacionaisdisponveisnossistemascomputacionais.

importantequeseconheabemomtodol lantesdeutilizlo.

Combinaes de modelos estruturaisCombinaesdemodelosestruturais

Podesenotaraexistnciademodelosestruturaisdirecionadosexclusivamente: anlisedepavimentos(grelhassomentedevigas,grelha de vigas e lajes, elementos finitos de placa)grelhadevigaselajes,elementosfinitosdeplaca)

avaliaodoedifciocomoumtodo(prticoplanoe prtico espacial)eprticoespacial).

Combinaes de modelos estruturaisCombinaesdemodelosestruturais

muitocomumaadoodeumacombinaodemodelosestruturaisnaelaboraodeprojetosdeedifcios.Ex.:Utilizaromodelodegrelhadevigaselajesparaclculodosesforosnaslajeseomodelodeprticoespacialparaanlisedasvigasepilares.

Modelo IdealModeloIdeal


Abuscapelomelhormodeloestruturaldeveserencaradacomoumparadigmadurantep gtodaaatividadeprofissionaldeumEngenheiro de EstruturasEngenheirodeEstruturas.


Emtese,omelhormodeloestruturalaquelequemelhorsimulaoedifcionavidareal(maisq (realista).


d l l l b Modelosaltamentecomplexoseabrangentestmsidodesenvolvidosedisponibilizadosemsistemascomputacionais.

Entretanto:No existe modelo estrutural perfeito! TodosNoexistemodeloestruturalperfeito!Todospossuemlimitaes.necessrioconhecer

f d t i i tprofundamenteasaproximaesinerentesacadamodelo.


Nemsempreomodelomaissofisticadoeabrangenteomaisindicadoparaserg putilizadoemtodososprojetosdeumaformageralgeral.

Muitasvezes,melhorrecorreramodelosl b lmaissimples,poispossibilitamumavisomais

crticaesensveldocomportamentodaestrutura.


Omodeloestruturaldeveretratarocomportamentorealdeumedifciodaformamaisfielpossvel.Caractersticascomoatransparncianacompreensodeseufuncionamentoeafacilidadenainterpretaodeseusresultadossomuitoimportantes.

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