disciplina: sistemas construtivos
DESCRIPTION
Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS. Manoel J.C. Serrão Eng. Civil, Esp. Seg. do Trabalho e Mestrando em Sustentabilidade Energética. TÓPICOS ESTRUTURAS. SISTEMAS CONSTRUTIVOS - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061412/56814cb4550346895db9bd03/html5/thumbnails/1.jpg)
DISCIPLINA: SISTEMAS CONSTRUTIVOS
Manoel J.C. SerrãoEng. Civil, Esp. Seg. do Trabalho e Mestrando em Sustentabilidade Energética
![Page 2: Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061412/56814cb4550346895db9bd03/html5/thumbnails/2.jpg)
TÓPICOS ESTRUTURAS• SISTEMAS CONSTRUTIVOS
• 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.
![Page 3: Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061412/56814cb4550346895db9bd03/html5/thumbnails/3.jpg)
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
![Page 4: Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061412/56814cb4550346895db9bd03/html5/thumbnails/4.jpg)
Introdução• O que são sistemas estruturais?
Estrutura é o conjunto de elementos que, interagindo entre si, formam um sistema que desempenha função específica.
![Page 5: Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061412/56814cb4550346895db9bd03/html5/thumbnails/5.jpg)
História dos sistemas construtivos• Visão geral
Há cerca de 10.000 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
![Page 6: Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061412/56814cb4550346895db9bd03/html5/thumbnails/6.jpg)
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.
![Page 7: Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061412/56814cb4550346895db9bd03/html5/thumbnails/7.jpg)
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
![Page 8: Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061412/56814cb4550346895db9bd03/html5/thumbnails/8.jpg)
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. - 1100 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.
![Page 9: Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061412/56814cb4550346895db9bd03/html5/thumbnails/9.jpg)
História dos sistemas construtivos• Egito Antigo - Pirâmide de Sacara
![Page 10: Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061412/56814cb4550346895db9bd03/html5/thumbnails/10.jpg)
DISCIPLINA: SISTEMAS ESTRUTURAISINTRODUÇÃO (1/7)
Manoel J.C. SerrãoEng. Civil, Esp. Seg. do Trabalho e Mestrando em Sustentabilidade Energética
![Page 11: Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061412/56814cb4550346895db9bd03/html5/thumbnails/11.jpg)
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.
![Page 12: Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061412/56814cb4550346895db9bd03/html5/thumbnails/12.jpg)
Definições básicasSistema 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
ELEMENTOS ESTRUTURAIS
![Page 13: Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061412/56814cb4550346895db9bd03/html5/thumbnails/13.jpg)
Definições básicasO 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)
![Page 14: Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061412/56814cb4550346895db9bd03/html5/thumbnails/14.jpg)
Sistemas Estruturais e a Arquitetura
“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)
Projeto
Criação
Análise físicaAnálise
tecnológica
Análise econômica
Concepção Estrutural, materiais
![Page 15: Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061412/56814cb4550346895db9bd03/html5/thumbnails/15.jpg)
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
![Page 16: Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061412/56814cb4550346895db9bd03/html5/thumbnails/16.jpg)
DISCIPLINA: SISTEMAS ESTRUTURAISCARREGAMENTOS (2/7)
Manoel J.C. SerrãoEng. Civil, Esp. Seg. do Trabalho e Mestrando em Sustentabilidade Energética
![Page 17: Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061412/56814cb4550346895db9bd03/html5/thumbnails/17.jpg)
ConceitoQualquer 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
![Page 18: Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061412/56814cb4550346895db9bd03/html5/thumbnails/18.jpg)
DISCIPLINA: SISTEMAS ESTRUTURAISINTRODUÇÃO (1/7)
Manoel J.C. SerrãoEng. Civil, Esp. Seg. do Trabalho e Mestrando em Sustentabilidade Energética
![Page 19: Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061412/56814cb4550346895db9bd03/html5/thumbnails/19.jpg)
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 reação de uma viga apoiada sobre outra.
A ação do pilar sobre a fundação
![Page 20: Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061412/56814cb4550346895db9bd03/html5/thumbnails/20.jpg)
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
![Page 21: Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061412/56814cb4550346895db9bd03/html5/thumbnails/21.jpg)
Tipos de carregamento quanto ao ponto de aplicação
Distribuída superficialmente
• Aplicada em uma superfície:• Revestimento de piso;• Pessoas sobre a laje.
Revestimento de pisoUma pilha de cimento sobre laje
![Page 22: Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061412/56814cb4550346895db9bd03/html5/thumbnails/22.jpg)
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;
![Page 23: Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061412/56814cb4550346895db9bd03/html5/thumbnails/23.jpg)
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.
Ações Horizontais
Isopletas
NBR-6123
![Page 24: Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061412/56814cb4550346895db9bd03/html5/thumbnails/24.jpg)
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
![Page 25: Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061412/56814cb4550346895db9bd03/html5/thumbnails/25.jpg)
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
![Page 26: Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061412/56814cb4550346895db9bd03/html5/thumbnails/26.jpg)
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.
![Page 27: Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061412/56814cb4550346895db9bd03/html5/thumbnails/27.jpg)
ExercícioBaseado 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
![Page 28: Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061412/56814cb4550346895db9bd03/html5/thumbnails/28.jpg)
ExercícioPara 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
![Page 29: Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061412/56814cb4550346895db9bd03/html5/thumbnails/29.jpg)
ExercícioViga 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/malvenaria: alv = 2,60 m . 3,20 kN/m2 = 8,32 kN/mlaje: laje = 6,25 kN/m total = 17,07 kN/m
![Page 30: Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061412/56814cb4550346895db9bd03/html5/thumbnails/30.jpg)
ExercícioPilar 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 kNreação da viga: viga = 2,19 kN total = 4,79 kN
![Page 31: Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061412/56814cb4550346895db9bd03/html5/thumbnails/31.jpg)
DISCIPLINA: SISTEMAS ESTRUTURAISESFORÇOS (3/7)
Manoel J.C. SerrãoEng. Civil, Esp. Seg. do Trabalho e Mestrando em Sustentabilidade Energética
![Page 32: Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061412/56814cb4550346895db9bd03/html5/thumbnails/32.jpg)
![Page 33: Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061412/56814cb4550346895db9bd03/html5/thumbnails/33.jpg)
DISCIPLINA: SISTEMAS ESTRUTURAISREAÇÕES (4/7)
Manoel J.C. SerrãoEng. Civil, Esp. Seg. do Trabalho e Mestrando em Sustentabilidade Energética
![Page 34: Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061412/56814cb4550346895db9bd03/html5/thumbnails/34.jpg)
![Page 35: Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061412/56814cb4550346895db9bd03/html5/thumbnails/35.jpg)
DISCIPLINA: SISTEMAS ESTRUTURAISELEMENTOS ESTRUTURAIS (5/7)
Manoel J.C. SerrãoEng. Civil, Esp. Seg. do Trabalho e Mestrando em Sustentabilidade Energética
![Page 36: Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061412/56814cb4550346895db9bd03/html5/thumbnails/36.jpg)
![Page 37: Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061412/56814cb4550346895db9bd03/html5/thumbnails/37.jpg)
DISCIPLINA: SISTEMAS ESTRUTURAISSISTEMAS ESTRUTURAIS (6/7)
Manoel J.C. SerrãoEng. Civil, Esp. Seg. do Trabalho e Mestrando em Sustentabilidade Energética
![Page 38: Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061412/56814cb4550346895db9bd03/html5/thumbnails/38.jpg)
![Page 39: Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061412/56814cb4550346895db9bd03/html5/thumbnails/39.jpg)
DISCIPLINA: SISTEMAS ESTRUTURAISFUNDAÇÕES (7/7)
Manoel J.C. SerrãoEng. Civil, Esp. Seg. do Trabalho e Mestrando em Sustentabilidade Energética
![Page 40: Disciplina: Sistemas CONSTRUTIVOS](https://reader033.vdocuments.com.br/reader033/viewer/2022061412/56814cb4550346895db9bd03/html5/thumbnails/40.jpg)