calculo estrutural

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  • 1. MDULO 01 - Introduo aos Sistemas Estruturais - Definio dos Elementos Estruturais Objetivo do mdulo Mostrar a relao entre Engenharia e Arquitetura e a definio dos elementos de uma estrutura A Engenharia e a Arquitetura no devem ser vistas como duas profisses distintas, separadas, independentes uma da outra. Na verdade elas devem trabalhar como uma coisa nica. Um Sistema Estrutural definido pelo conjunto de Elementos Estruturais (lajes, vigas, pilares, fundaes) deve ter presente em sua concepo tanto uma viso Tcnica (Engenharia) como tambm uma Expresso Arquitetnica (Arquitetura). 1. Definio dos Elementos Estruturais Laje: estruturas laminar, onde duas dimenses so da mesma ordem de grandeza e a terceira acentuadamente de menor dimenso. As lajes em um Sistema Estrutural esto, na maioria das vezes, apoiadas em vigas, podando tambm, em certos casos, estarem apoiadas diretamente sobre pilares.

2. Viga: estrutura reticular, onde uma das dimenses preponderante em relao s outras duas. As vigas em um Sistema Estrutural podem estar apoiadas diretamente sobre os pilares como tambm sobre outras vigas. Pilar: estrutura reticular, onde uma das dimenses preponderante s outras duas. Os pilares em um Sistema Estrutural esto apoiados nas fundaes. Fundao: estrutura tridimensionalmente monoltica, onde as trs dimenses so da mesma ordem de grandeza. As fundaes em um Sistema Estrutural esto apoiadas em estacas ou diretamente sobre o terreno. MDULO 13 - Introduo ao Elemento Estrutural Vigas Objetivo do mdulo Definir o que uma viga, o que tenso, como se faz a verificao da estabilidade de um elemento 3. estrutural e quais so as tenses em uma viga. Vigas 1. Definio Pode-se dizer que as vigas foram um elemento de sustentao criado pelo homem, ainda que inconscientemente. Imaginemos um homem pr-histrico com sua incrvel e insacivel necessidade de comer. S que, para conseguir alimentos, ele tinha que atravessar um rio. Porm, nas proximidades de sua caverna o rio era muito largo e profundo, sendo que ele no conseguia atravess-lo tendo que caminhar todos os dias milhares de quilmetros desde a sua caverna at uma parte onde o rio fosse mais raso e estreito de maneira que ele pudesse pular e atravess-lo. Um dia, aps uma terrvel tempestade noturna, o homem pr-histrico saiu de sua caverna e viu que naquela parte mais larga do rio havia cado uma rvore, permitindo ento que ele atravessasse o rio caminhando sobre o tronco, sem a necessidade de caminhar os milhares de quilmetros. Pronto: estava criada a VIGA, ou seja, o tronco de rvore apoiado sobre as duas margens era uma viga. D definio VIGA: estrutura linear que trabalha em posio horizontal ou inclinada, assentada em um ou mais apoios e que tem a funo de suportar os carregamentos normais sua direo (se a direo da viga horizontal, os carregamentos so verticais). Vigas de madeira Vigas de ao: 4. Vigas de concreto: MDULO 01 - Introduo aos Sistemas Estruturais - Posicionamento dos Elementos Estruturais 2. Posicionamento dos Elementos Estruturais O posicionamento dos elementos estruturais (lajes, vigas, pilares, fundaes) dado em funo de cada projeto, em consonncia com os demais projetos componentes de uma edificao, como por exemplo: projeto arquitetnico, projeto hidrulico, projeto eltrico etc. Voc gostaria de ter que se abaixar todas as vezes que desce uma escada para no correr o risco de fazer um galo batendo-a em uma viga que cruza esta escada? 5. Voc gostaria de estar sentado na platia de um teatro em uma poltrona que fica bem atrs de um pilar? Seria interessante uma tubulao horizontal ter que desviar das vigas em cada piso de um edifcio? Curiosidade Qual seria o limite de altura para edifcios em: Alvenaria: chega-se at (acreditem !!!!) 20 pavimentos mas com uma limitao, a espessura das paredes no pavimento trreo que podem chegar at 1,50 metros. Concreto armado: chega-se at 60 pavimentos com a limitao nas dimenses e na quantidade de pilares no pavimento trreo. Ao: chega-se at 190 pavimentos com limitaes quanto necessidade de travamento e tambm, dependendo da eficincia do travamento, limitaes devido possveis oscilaes que possam ocorrer devido ao vento (podendo chegar at 40 cm no topo de um edifcio para ventos muito fortes). O observao Para se entender bem a estreita ligao entre Engenharia e Arquitetura, deve-se estar atento para o fato de que novos Sistemas Estruturais oferecem a possibilidade de criao de novas Expresses Arquitetnicas que, por sua vez, exigem novos Sistemas Estruturais, formando um crculo interminvel que vem permitindo a evoluo tanto da Engenharia como tambm da Arquitetura atravs dos tempos. 6. Teatro Villa-Lobos - So Paulo C concluso Para se compreender melhor a parte TCNICA de uma obra, necessrio o conhecimento de alguns pontos, como por exemplo: quais os tipos de carregamento que atuam em uma edificao, quais os esforos que surgem nos elementos estruturais provenientes destes carregamentos, quais as tenses que estes eforos provocam. MDULO 02 - Esttica: Princpio Bsico da Arquitetura Objetivo do mdulo Mostrar a relao entre esttica e esttica e os problemas que podem ocorrer quando os princpios da esttica no so observados 1. Esttica: Princpio Bsico da Arquitetura A frmula a seguir para voc, que gosta de Arquitetura e no sabe o que est fazendo nesta disciplina. PROJETO = ESTTICA + ESTTICA + OUTROS D definio ESTTICA: Responsvel pela "arte" de um projeto. A esttica dada pela expresso arquitetnica atravs de vrias disciplinas, sendo a principal delas a disciplina de Planejamento Arquitetnico. ESTTICA: Responsvel pela "tcnica" de um projeto. A esttica se encarrega de fazer com que uma estrutura fique "em p", suportando as cargas e as transportando sem deformaes excessivas at o terreno. A palavra ESTTICA, vem do grego "statikos" e quer dizer imvel como esttua, parado. OUTROS: Alguns itens tambm devem ser considerados na execuo de um projeto. Projeto eltrico, projeto hidrulico, projeto de conforto ambiental, paisagismo, integrao com o entorno, definio dos materiais a serem utilizados, definio dos processos construtivos, entre outros. A principal funo, do ponto de vista estrutural, para uma edificao ser esttica, porm: 7. Ela pode se "inclinar": por no estar bem travada por problemas de fundao. Ela pode se deformar e/ou fissurar excessivamente, em partes ou como um todo, devido a excesso de carga ou travamento inadequado. Partes da estrutura podem ser afastadas uma da outra devido a falhas nas juntas (para estruturas metlicas ou de madeira). Um ou mais pilares de um edifcio sujeitos a carga de compresso podem flexionar ao mximo at que, a menos que o carregamento seja retirado, eles rompem. Os materiais podem estar sobrecarregados gerando ruptura O observao Aps um perodo de tempo, pode haver decomposio dos materiais devido fatores externos. 8. MDULO 03 - Influncia da Tcnica na Expresso Arquitetnica Objetivo do mdulo Apresentar opinies de vrios Arquitetos conceituados nacional e internacionalmente a respeito de como a tcnica pode servir para a Arquitetura e vice-versa 1. Influncia da Tcnica na Expresso Arquitetnica Alfred Willer "No se admite mais que hoje se faa um anteprojeto e no se localize os elementos estruturais, ou seja, o projeto arquitetnico e o estrutural esto ligados, pois quem propem a estrutura e quem a viabiliza e a dimensiona o engenheiro. Logo, o arquiteto tem que ter uma boa experincia de como funciona a estrutura. O objetivo da cadeira Sistemas Estruturais no curso de Arquitetura no tornar o Arquiteto um calculista, mas fazer os estudantes entenderem como funciona uma estrutura, conhecer as vrias opes estruturais e propor, dentro do projeto arquitetnico, uma soluo vivel". Roberto Luiz Gandolfi "A trilogia funo, tcnica e plstica Arquitetura. No possvel criar um espao sem saber as tcnicas e instalaes necessrias para que se desempenhe todas as funes satisfatoriamente. As tcnicas que tm que servir a esta funo no so influncia sobre a Arquitetura e sim a prpria Arquitetura". Leonardo Tossiaki Oba "Os elementos tcnicos mais expressivos na Arquitetura so, em geral, as suas estruturas. A estrutura define e estabelece o espao arquitetnico. Cada arquiteto acaba por desenvolver um modo particular de expresso estrutural. Pessoalmente acho que se deve evitar excessos e buscar sempre uma coerncia nas decises usando tcnicas adequadas para cada caso. Ou seja, usar vos maiores somente quando necessrio e quando no houver necessidade de flexibilidade ou grandes vos, procurar solues estruturais mais simples. Seria algo como uma "composio estrutural" onde cada espao tem uma soluo mais sintonizada com as suas necessidades e o conjunto se expressa como um todo coerente e composto." Elgson Ribeiro Gomes "Utilizo a tcnica dos engenheiros acrescentando graa e bom gosto. A utilizao da tcnica deve ser feita de forma moderada e modesta para que no se produzam efeitos que descaracterizam a obra". Oscar Niemeyer "A Arquitetura e a Engenharia so duas coisas inseparveis. A estrutura a prpria Arquitetura, no existe Arquitetura sem estrutura. Quando o tema permite, preciso invadir o campo fecundo da imaginao e fantasia e procurar a forma diferente, a surpresa arquitetural. E a surgem as conquistas estruturais inovadoras; os grandes vos livres, os balanos enormes, as cascas finssimas, enfim, tudo que pode demonstrar o progresso da tcnica em toda sua plenitude". Lcio Costa "Enquanto satisfaz apenas as exigncias tcnicas e funcionais - no ainda Arquitetura; quando se perdem intenes meramente decorativas - tudo no passa de cenografia; mas quando - popular ou erudita - aquele que a ideou, pra e hesita, ante a simples escolha de um espaamento de pilar ou da relao entre a altura e a 9. largura de um vo, e se detm na procura obstinada da justa medida entre cheios e vazios, na fixao dos volumes e subordinao deles a uma lei, e se demora atento ao jogo dos materiais e seu valor expressivo - quando tudo isto se vai pouco a pouco somando, obedecendo