2. estrutura e elementos estruturais básicos.
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Elementos Estruturais BásicosArco
Aula 02Estabilidade das Estruturas
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Arquitetura é antes de mais nada construção, mas, construção concebida com o propósito primordial de ordenar e organizar o espaço para determinada finalidade e visando a determinada intenção. (Lúcio Costa)
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ESTRUTURAS
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Calatrava- Suécia
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Calatrava- Espanha
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Uma estrutura pode ser definida como uma composição de uma ou mais peças, ligadas entre si e ao meio exterior de modo a formar um sistema em equilíbrio. Tal equilíbrio pode ser estático (estudado na graduação) ou dinâmico (estudado, em geral, na pós-graduação). Este livro aborda a Análise Estática.
Uma estrutura é, portanto, um conjunto capaz de receber solicitações externas, denominadas ativas, absorvê-las internamente e transmiti-las até seus apoios ou vínculos, onde elas encontram um sistema de forças externas equilibrantes, denominadas forças reativas.
ESTRUTURA
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“No caso das edificações, a estrutura é também um conjunto de elementos – lajes, vigas e pilares – que se inter-relacionam - laje apoiando em viga, viga apoiando em pilar – para desempenhar uma função: criar um espaço em que pessoas exercerão diversas atividades.”
Yopanan C. Rebello, em “A Concepção Estrutural e a Arquitetura”
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O caminho natural que as forças gravitacionais, ou seja os pesos dos objetos e das pessoas, tendem a tomar é o da vertical.Se for oferecido a estas forças um caminho mais longo, elas obrigatoriamente terão que percorre-lo, desviando-se, assim, de sua tendência natural e provocando esforços que solicitarão os elementos presentes nesse caminho.É como percorrer um labirinto cheio de desvios: a tendência seria seguir em linha reta e, com isso, não se submeter a maiores esforços; a cada curva realizada, se é forçado a mudar de direção, solicitando um esforço adicional ao corpo.
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Ao final da corrida, a fadiga será maior do que se fosse percorrido um caminho reto. O mesmo ocorre com as forças quando obrigadas a desviar-se do seu caminho natural, a vertical.
Para transferir um conjunto de forças ao solo podemos usar muitos ou poucos caminhos
Uma estrutura com muitos caminhos tende a tê-los mais estreitos; já as com poucos caminhos sofrem um maior acumulo de forças em cada um, abrigando-os a serem mais largos.
A analogia com uma estrutura viária deixa bem clara essa noção de distribuição de caminhos. Se a ligação entre dois bairros for feita por apenas uma rua, deve-se construir uma rua bem larga, para que não haja engarrafamento. Se, ao contrário, houver várias ruas ligando os dois bairros, não haverá necessidade de ruas muito largas.
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O trabalho do Engenheiro Civil no projeto estrutural é dividido tradicionalmente em quatro fases:(i) concepção, (ii) modelação estrutural,(iii) dimensionamento e (iv) detalhamento
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EQUILÍBRIO
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Equilíbrio Entre as propriedades desejadas para as estruturas, a mais importante é que, quando submetidas às mais diferentes forças, possam manter-se em equilíbrio durante toda a sua vida útil.
Diz-se que um objeto está em equilíbrio quando não há alteração no estado das forças que atuam sobre ele.
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- Equilíbrio estático: a partícula possui resultante das forças nula e está em repouso em relação a um referencial.
- Equilíbrio dinâmico: a partícula possui resultante das forças nula e está em movimento retilíneo uniforme em relação a um referencial
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Condição de Equilíbrio: v =cte ou a=0 , num dado referencial.
I) Equilíbrio Estático: v=cte=0 , repouso.
II) Equilíbrio Dinâmico: v=cte ,v ≠0 , movimento retilíneo e uniforme (MRU).
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Exemplo:• Vejamos o caso de uma barra homogênea em equilíbrio estático, apoiada sobre dois suportes horizontais e sujeita
a uma força , conforme a figura.
• Analisando as forças que agem na barra temos:
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Centro de GravidadeA definição de centro de gravidade é importante para se entender a estabilidade de um corpo. Analogamente ao centro de massa, que corresponde a uma média ponderada das massas das partículas que formam um determinado corpo, o centro de gravidade é um ponto de aplicação do peso total de um corpo. Entenda-se peso total como sendo a soma vetorial de todas as forças gravitacionais que agem em cada partícula constituinte do corpo.
O cálculo do centro de gravidade (xCG) de um corpo é feito de maneira simples quando consideramos que a aceleração da gravidade que atua em um corpo é constante em todos os pontos do mesmo. Nesta
situação o centro de gravidade coincide como o próprio centro de massa (xCM)
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O centro de gravidade é importante também na estabilidade dos corpos. Nos automóvel quanto mais baixo for o seu centro de massa e quanto maior for a área de apoio do carro em relação ao chão, maior é sua estabilidade. Isso permite o carro percorrer curvas com uma determinada inclinação sem que o mesmo tombe. Para que isso ocorra a reta vertical que passa pelo centro de massa do um corpo deve sempre passar pela base de apoio
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Condições de equilíbrio nas estruturas
Para uma estrutura permanecer em equilíbrio estático é necessário, mas não suficiente, que as dimensões de suas secções sejam corretamente determinadas. Embora corretamente dimensionada, a estrutura pode perder o equilíbrio se seus apoios ou as ligações entre as partes que a constituem, denominados vínculos, não forem corretamente projetados.
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ARCO
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"O arco está para a Arquitetura assim como a roda está para a mobilidade humana"
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O arco na arquitetura
As civilizações da antiguidade foram as primeiras a utilizarem o arco, embora o Antigo Egito, a Babilônia, a Grécia Antiga e a Assíria o tenham restrito a construções no subsolo, nomeadamente em estruturas de drenagem e abóbadas. Mas foram os romanos, os maiores responsáveis pelo seu uso em grande escala, possibilitando a criação de construções arquitetônicas de maiores vãos, com abóbadas e cúpulas possuindo dimensões monumentais, como por exemplo, o Coliseu de Roma, um dos mais importantes monumentos da cidade.
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ELEMENTOS CONSTRUTIVOS EM ARCOS
O termo arco, do latin arcus, se define em termos técnicos como um elemento construtivo e de sustentação que de forma mais ou menos curva, cobre o vão ou espaço existente entre dois pontos fixos.
Os arcos são sistemas estruturais que vencem grandes vãos e sofrem compressões simples, gerando esforços horizontais (empuxos) nos apoios, que serão tanto maiores quanto menores forem às flechas do arco. Estes elementos têm uma relação mínima entre vão e flecha para que se comportem como tais.
Caso esta não se cumpra, o arco se comporta como uma viga de eixo curvo (CALADO; PAIS DA SILVA, 2005).
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Normalmente, os arcos são solicitados em compressão sob seu peso próprio. Devido ao uso eficiente do material, os arcos têm sido construí- dos com vãos de mais de 600 metros. Para estar em compressão pura, um estado de tensão eficiente, o arco deve ser projetado de modo que a resultante das forças internas de cada seção passe pelo centroide.
Para determinado vão e elevação, existe somente uma forma de arco na qual a solicitação direta ocorrerá para um sistema de forças em particular. Para outras condições de carga, desenvolvem-se momentos fletores que podem produzir grandes deslocamentos em arcos delgados.
A escolha da forma de arco apropriada por parte dos antigos construtores nos períodos romano e gótico representou um entendimento bastante sofisticado do comportamento estrutural. (Como os registros históricos relatam muitas falhas de arcos de alvenaria, obviamente nem todos os construtores entenderam a ação do arco.)
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AQUEDUTO ROMANO – SEGÓVIA
Ativo até o final do século 19, o aqueduto levava a água da serra, distante cerca de 17 km, até a cidade. Sua gigante estrutura é composta por 167 arcos formados por pedras unidas sem nenhum tipo de argamassa entre elas. Por isso, é considerado uma das mais importantes obras da engenharia na Espanha.
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coisasdaarquitetura.wordpress.com
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As estruturas estarão a sua vista para entendê-las. As razões pelas quais indicamos aosalunos procurarem estruturas metálicas ou de madeira são pelo fato de que nas estruturas deconcretos armado seus elementos estruturais não serem visíveis , didáticos e compreensíveis comonos outros dois tipos de estruturas.
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Basicamente um Arco Triunfal clássico é formado por dois pilares maciços e interligados por um arco semiesférico contendo ainda, uma cobertura em forma de telhado ou reta, complementado por estátuas e inscrições ressaltando vitórias ou eventos importantes.
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Arcos
São barras curvas, em que os esforços solicitantes predominantes são forças normais de compressão, agindo simultaneamente ou não, com momentos fletores
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Transmissão de cargas
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Vitor Amaral Lotufo
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Catedrais.
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Além da escolha da geometria do arco, é necessário que também seja garantido que o empuxo horizontal nos apoios seja absorvido pela fundação.
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BibliografiaRebello, Y. C. P., A Concepção Estrutural e a Arquitetura, Zigurate Editora, São Paulo, 2001.
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