Estruturas Hiperestaticas, Resumos de Resistência dos materiais

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Professor Rogério silva

AULA 1

Esta disciplina e parte da área de estruturas, dentro da engenharia civil. Ela colabora para que nossos edifícios, casas, pontes, e todas as outras estruturas que conhecemos saiam do papel e se tornem reais. A disciplina busca trazer o conhecimento e a analise de estruturas hiperestáticas, calculando os esforços e os deslocamentos em elementos e as reações de apoio. Na primeira fase, será definido qual e o grau de será da estrutura. Depois, aplicaremos o método das forcas ou dos deslocamentos para determinação das reações e forcas internas nas estruturas. Em seguida, avaliaremos a forca cortante, o momento fletor e representaremos a linha de influencia. Ao final, aplicaremos o Método da Rigidez na analise matricial de estruturas ou o Processo de Cross. Na primeira unidade, veremos como classificar a estrutura quanto ao grau hiperestático. A definição destes graus ira direcionara o modelo que usaremos para resolver a estrutura, encontrando como resultado as reações de apoio, a forca cortante e o momento fletor.

TIPOS DE ESTRUTURAS

• Estruturas hipostáticas
• Estruturas isostáticas
• Estruturas hiperestáticas

RELEMBRANDO:

ESTRUTURAS ISOSTÁTICAS

são aquelas em que o número de reações de apoio é igual ao numero de equações de equilíbrio disponíveis , ou seja o sistema é determinado

Apoio rígido (Engasgamento) Estão impedidos todos os movimentos : verticais , horizontais e a rotação.

Apoio móvel Estão impedidos todos os movimentos : verticais , horizontais e a rotação.

• Para is so, consider-se que as vinculações estão em um sistema plano, isto e, só podem se movimentar nas direções contidas neste plano. Isto não ocorre na estrutura real, mas esta consideração não interfere nas estruturas usuais analisadas.
• Já o tipo de vinculação a ser considerado no calculo interferira na analise da estrutura. O Quadro 1.1 apresenta os principais vínculos utilizados e suas características. O numero de graus de mobilidade retirado pelo vinculo e fator determinante para a classificação da estrutura em hiperestática, isostática ou hipostática.

As estruturas hipostáticas (Figura abaixo) são móveis em seu conjunto e apresentam grau de hiperestaticidade negativo, ou a estrutura possui uma parte móvel, o que a torna inaceitável para edificações. Por causa do número inferior de reações de apoio que possam trazer estabilidade à estrutura, o conjunto da estrutura não é impedido de se deslocar.

As estruturas isostáticas (Figura 1.4) são aquelas que apresentam número de reações igual ao número de incógnitas das equações de equilíbrio e, consequentemente, o grau de hiperestaticidade é igual a zero. As estruturas isostáticas apresentam um número de apoios suficiente para impedir que a estrutura se movimente (Figura 1.5) e, portanto, seu equilíbrio é estável , Exemplificando:

As estruturas isostáticas apresentam um numero de apoios suficiente para impedir que a estrutura se movimente (Figura 1.5) e, portanto, seu equilíbrio e estável.

As estruturas hiperestáticas apresentam um numero de apoios superior ao necessário para impedir que a estrutura se movimente (Figura 1.7) e, portanto, seu equilíbrio e estável. Apesar de a analise da estrutura hiperestática ser complexa, a maioria das estruturas são hiperestáticas

VANTAGENS DAS ESTRUTURAS HIPERESTÁTICAS

1. Estruturas mais seguras: há uma redistribuição maior das tensões devido à rigidez da estrutura. Quando um elemento da estrutura está sendo muito solicitado, ele redistribuirá a tensão para os elementos ao seu redor, pois haverá uma redistribuição dos momentos.
2. Menor deslocamento transversal com maior rigidez: devido à maior rigidez da estrutura por causa do menor grau de liberdade, ocorrerá uma melhor distribuição dos esforços, assim como tensões menores (Figura 1.8). Quando as colunas são muito mais rígidas do que a viga que se apoia nelas, a rotação em suas extremidades é pequena, ficando próxima a uma viga bi engastada.

DESVANTAGENS DAS ESTRUTURAS HIPERESTÁTICAS

1. Modelos de calculo mais complexos: devido a complexidade dos modelos de calculo, pode-se gerar algumas dificuldades na analise estrutural e em projeto.
2. Devido a recalques dos apoios podem surgir problemas significativos: caso ocorra algum tipo de recalque nos apoios, devido a maior rigidez da estrutura, isso pode acarretar mudanças nos valores de momento fletor e torcer, no esforço cortante, nas forcas de reação e nos esforços normais dos elementos estruturais.
3. Tensões não consideradas podem gerar variações significativas: tensões geradas devido a má execução do material ou a variações de temperatura não consideradas, podem gerar uma modificação da posição relativa do elemento, o que gerara variações nos esforços atuantes ao longo da estrutura.

ESTRUTURAS EXTERNAMENTE HIPERESTÁTICA

As estruturas externamente hiperestáticas são aquelas em que o numero de reações e maior do que as equações de equilíbrio da estática (Figura 1.10). As estruturas externamente hiperestáticas são aquelas que apresentam o numero de reações de apoio superior a três