Esforços Solicitantes em Estruturas de Concreto

Disciplina Sistemas Estruturais Concreto Universidade Federal de Alagoas UFAL Faculdade de Arquitetura e Urbanismo FAU TEMA 05 Prof Paulo César Correia Gomes Esforços Solicitantes A estrutura formada por cada parte portante da estrutura também denominada de elemento estrutural Cada elemento deve resistir as cargas que originam os esforços internos atuantes e transmiti las aos outros elementos através dos vínculos que as unem com a finalidade de conduzilos ao ponto de apoio final Função das Estruturas Esforços atuantes Tração Compressão Flexão Torção Cisalhamento Solicitações Tração simples ou axial Forças externas normais à sua seção Ocorre aumento da dimensão da peça na direção axial Ocorre diminuição nas dimensões da peça perpendicular ao eixo A força de tração simples se distribui ao longo de toda a seção Solicitações Compressão simples ou axial Forças externas normais à sua seção Ocorre Diminuição da dimensão da peça na direção axial Ocorre aumento nas dimensões da peça perpendicular ao eixo pode ocorrer a perda da estabilidade da peça flambagem bem antes que seja atingida a tensão de ruptura à compressão do material Força cortante A força cortante ocorre paralela às seções da barra e pode variar ao longo do seu comprimento É sempre máxima junto aos apoios Momento fletor As seções da barra giram em relação ao eixo horizontal que passa pelo seu centro de gravidade As seções mais próximas ao centro da barra giram mais que as mais próximas aos apoios Para que as seções girem é necessário um momento composto pelo par de forças R força de reação e Q força cortante que provoca um binário interno reativo C força de compressão e T força de tração que faz com que as seções se aproximem acima e se afastem abaixo do eixo horizontal Momento fletor O fator que mede a resistência de uma seção submetida à flexão é dado pela relação entre o seu momento de inércia e a distribuição de material em relação à altura da seção denominado módulo de resistência Entre duas seções de mesma largura a mais alta será mais resistente pois apresenta maior módulo de resistência O equilíbrio interno se dá quando o material é suficientemente resistente para absorver o binário interno de traçãocompressão que ocorre na seção ou quando o material não tendo tal resistência exige que o braço do binário seja suficientemente grande para que as forças do binário tenham um valor menor compatível com a resistência desse material Comumente chamado de Torque o Momento de Torção é uma tensão que ocorre quando é aplicada uma força momento sobre um elemento construtivo fazendo com que este tenda a girar sobre o seu próprio eixo longitudinal rotacionando cada seção transversal em relação às demais Considerando o eixo constituído por lâminas finas verificase o deslizamento das lâminas devido à aplicação de momentos com a mesma intensidade e sentidos opostos nas extremidades da peça Momento de torção Nos eixos circulares as secções transversais mantêmse planas e não se deformam As secções transversais de barras de secção não circular não permanecem planas EMPENAMENTO CONCEITO A geometria da secção é importante para o Estudo da Torção Nos eixos circulares as secções transversais mantêmse planas e não se deformam As secções transversais de barras de secção não circular não permanecem planas EMPENAMENTO CONCEITO A geometria da secção é importante para o Estudo da Torção MOMENTO POLAR DE INÉRCIA Eixo sólido Eixo tubular APLICAÇÃO Eixos e tubos com seção transversal circular são frequentemente empregados para transmitir a potência gerada por máquinas Quando usados para essa finalidade são submetidos a torque que dependem da potência gerada pela máquina e da velocidade angular do eixo TORÇÃO EM VIGAS A torção simples torção uniforme ou torção pura excetuando os eixos de transmissão ocorre raramente na prática Geralmente a torção ocorre combinada com momento fletor e força cortante mesmo que esses esforços sejam causados apenas pelo peso próprio do elemento estrutural O caso mais comum de torção ocorre com lajes em balanço engastadas em vigas de apoio como por exemplo as marquises TORÇÃO EM VIGAS O fato da laje em balanço não ter continuidade com outras lajes internas à construção faz com que a laje deva estar obrigatoriamente engastada na viga de apoio de modo que a flexão na laje passa a ser torção na viga que por sua vez torna se flexão no pilar Torção em vigas de concreto armado Fig 4 Viga em balanço com carregamento excêntrico Um caso comum ocorre quando existe uma distância entre a linha de ação da carga e o eixo longitudinal da viga Fig 4 Na figura 4 a viga AB estando obrigatoriamente engastada na extremidade B da viga BC aplica nesta um momento de torção