Elementos estruturais Acções

Tipos de estruturas

Estrutura resistente deuma construção é a parteda dita que ao longo dotempo de vida da obra,resiste com eficiência àssolicitações actuantes,satisfazendo as condiçõesde segurança e deconservação exigidas paraa construção.

Período durante o qual se prevê que uma estrutura ou parteda mesma poderá ser utilizada para os efeitos a que sedestina, com a manutenção prevista mas sem necessidade degrandes reparações

Valor indicativo do Tempo de vida útilDe projecto (anos)

Exemplos

50 Estruturas de edifícios e outras estruturas correntes

100 Estruturas de edifícios monumentais, pontes e outras estruturas de engenharia civil

Os elementos estruturais comuns à maioria das estruturas de edifícios são : Lajes, Vigas , Pilares , Fundações e Paredes Resistentes.

Cada um tem a sua forma e função resistente na estrutura.

Laje :

Elemento estrutural cuja altura é consideravelmente inferior às outras duas dimensões.

As lajes suportam directamente cargas perpendiculares ao seu plano; designadamente as do peso das pessoas, dos equipamentos e das paredes divisórias.

Nos casos correntes, as lajes apoiam-se sobre vigas que, por sua vez, assentam sobre pilares.

Viga :

Elemento estrutural linear; isto é, que tem uma dimensão, o comprimento, bastante superior às outras, a largura e a altura.

Sobre ela assentam as paredes e lajes.

As cargas transmitidas à viga são encaminhadas para os pilares.

Pilar :

Recebe as cargas transmitidas pelos diferentes elementos da construção que sobre ele apoiam;

Transmite-as, a outros elementos da estrutura (muros e/ou paredes, por exemplo), ou directamente ao terreno em que a construção assenta através das fundações

Fundações :

Constituem a parte da estrutura responsável pela transmissão ao terreno de todas as forças que actuam sobre a mesma.

As fundações mais correntes são com sapatas

As sapatas são maciços destinados a transmitir ao terreno a carga recebida de um pilar e são usualmente em betão armado.

Paredes resistentes :

Elementos resistentes verticais constituídos por um ou mais troços cuja secção transversal tem uma das dimensões substancialmente superior à outra.

SAPATAS

Estrutura pórtico – pilar/viga

Estrutura mista – pórticos e paredes

Estrutura laminar – paredes

(caso particular : estruturas em túnel)

As cargas verticais são transmitidas pelas lajes às vigas e destas aos pilares e paredes; que por sua vez assentam em sapatas que as transmitem ao solo de fundação.

De acordo com o Regulamento de Segurança e Acções para Estruturas de Edifícios e Pontes (RSA), temos :

Solicitações permanentes

Solicitações variáveis

Solicitações acidentais

Solicitações permanentes:

são as que actuam de forma ininterrupta ou tãofrequentemente que, para efeitos práticos, se podem admitircomo permanentes. São os casos do peso próprio dasestruturas resistentes, o dos materiais de revestimento, decompartimentação e de equipamentos fixos dos edifícios, deacções indirectas causadas por assentamentos diferenciaisdos apoios, impulsos de terras, nível freático, etc.

Solicitações variáveis:

englobam as sobrecargas de utilização em pavimentos ecoberturas, como o peso de pessoas e veículos, e as relativasà acção do vento e da neve habitual, das variações detemperatura, e dos sismos.

Solicitações acidentais excepcionais :

a acção de impacto de veículos, explosões, ventos excepcionais, etc.

qt = 91,73 kN/m

q1 = 51,73 kN/m

qo = 40 kN/m

resultante = 5928 kN

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

25 30 35 40 45 50 55

Altura

(m

)

Velocidade (m/s)

Vento (velocidades)

0

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

30 80 130

Altu

ra (

m)

Pressões aplicadas (kN/m)

Pressões aplicadas

Velocidades do ventoDiagrama de cargas

Pressões aplicadas

Sismo de magnitude 7,3 sentido no Haiti

As várias solicitações actuantes sobre os elementos de umaestrutura criam neles esforços de compressão, tracção e cortetransversal ou cisalhamento.

Quando, nalguma secção de um elemento, for ultrapassada acapacidade resistente do material, ocorre a rotura da peça.

Os vários materiais comportam-se de diferentes maneiras àssolicitações.

Betão: resistência à tracção é muito pequena (sendo mesmo considerada nula em termos regulamentares), cerca de 10% da resistência que apresenta à compressão.

Aço ambas as resistências são elevadas.

Conjugando as características destes elementos foram criadas peças estruturais mistas de betão e aço, designadas habitualmente por estruturas de betão armado.

ANÁLISE MATRICIAL DE ESTRUTURAS. Segadães Tavares, LNEC, Lisboa, 1973.

STRUCTURAL SAFETY. Ferry Borges e Mário Castanhede, LNEC, Lisboa, 1971.

STRUCTURAL ANALYSIS. A. Ghali, A.M. Nevill, Chapman and Hall, London, 1978.

MATRIX STRUCTURAL, ANALYSIS. Lewis P. Felton, Richard B. Nelson, Wilei, 1996.

APONTAMENTOS SOBRE ANÁLISE ELÁSTICA LINEAR DE LAJE. Luís Castro e Victor Leitão, IST, Lisboa, 2001.

ANÁLISE ELÁSTICA DE ESTRUTURAS, J.A. Teixeira de Freitas, IST, Lisboa, 1987.

MODELAÇÃO DE LAJES COM ELEMENTOS DE GRELHA, Luís de Castro, IST, Lisboa, 2002.

RSAEEP – REGULAMENTO DE SEGURANÇA E ACÇÕES EM ESTRUTURAS DE EDIFÍCIOS E PONTES, Lisboa, 1983

REAE – REGULAMENTO DE ESTRUTURAS DE AÇO PARA EDIFÍCIOS

REBAP – REGULAMENTO DE BETÃO ARMADO E PRÉ-ESFORÇADO

Classifique as seguintes peças estruturais :

A) B)

C) D)

Pontuação

A) – 3,5 Valores

B) – 3,5 Valores

C) – 3,5 Valores

D) - 3,5 Valores

equipamentos fixos dos edifícios

acção do vento e da neve

explosões

peso próprio das estruturas resistentes

o peso de pessoas e veículos

sismos

Solicitações permanentes

Solicitações variáveis

1 ValorSolicitações acidentais

Pontuação - 1 Valor por cada correspondência correcta