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Engenharia estrutural

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Engenharia estrutural

  1. 1. DefiniçãoEngenharia estrutural é o ramo da engenharia civil, engenhariamecânica, engenharia naval, engenharia aeronáutica, ou qualquer outraengenharia que utilize cálculo estrutural, seja de estruturas estáticas oudinâmicas (estrutura offshore, por exemplo), dedicado primariamente aoprojecto e cálculo de estruturas.
  2. 2. Elementos estruturaisBarra - elemento linear sujeito a esforços longitudinais, sejam de tracção ou de compressão,segundo o seu sentido, de flexão, torção e esforço transverso, actuando estes isoladamente oucombinados. Pode-se considerar que as vigas e os pilares são elementos barra.Veio de Transmissão - elemento linear sujeito unicamente a esforços de torção.Viga - elemento linear sujeito a esforços de flexão, esforço transverso e torção, simultaneamente ouisoladamente. Neste elemento, por regra o esforço de torção é desprezado.Estes elementos são combinados em estruturas, tais como:Treliça plana - estrutura plana formada por barras conectadas por rótulas num plano.Treliça espacial - estrutura tridimensional formada por barras e rótulas, tridimensionalmente.Viga contínua - estrutura linear formada por vários tramos de vigas apoiadas.Pórtico plano - estrutura plana formada por barras (vigas, pilares)Pórtico espacial - estrutura tridimensional formada por barras (vigas, pilares)Laje - Elemento plano, discreterizado numericamente por elementos barra, formando uma grelha.Casca - Elemento em forma de semi-esfera (ou elipsoidal). É também discreterizado por elementosbarra.
  3. 3. CargasAs cargas (forças) que atuam na estrutura podem ser permanentes, tais comoo peso próprio e dos objetos permanentemente suportados pela estrutura, variáveis,como o vento, a neve ou o peso de ocupantes, se for previsível a sua ocorrência, masvariarem significativamente no tempo, ou acidentais, como incêndios ou explosões.As acções devidas ao sismo podem ser consideradas acidentais ou definir uma classeprópria (acções sísmicas). Para estruturas comuns, as normas técnicas contémrecomendações para os cargas a serem consideradas. Com base nestasrecomendações, o projectista define diversos casos de carregamento, com o objetivode estabelecer a condição mais desfavorável de projeto (aquela que produz osmaiores esforços).
  4. 4. Esforços e deformaçõesOs esforços estruturais (esforço normal, esforço cortante, momento flector e momentode torção) são medidas estruturais correspondentes às tensões que actuam no materialque compõe a estrutura. O esforço normal é a força actuante no sentido da peça,tendendo a tracioná-la ou comprimi-la, calculada a partir da tensão normal na seção. Oesforço cortante é a força perpendicular à peça, calculada a partir da tensão cisalhantena mesma. O momento fletor é o momento que tende a flexionar a peça, comoresultado de tensões normais de sinais contrários na mesma seção. Finalmente, omomento torsor tende a torcer a peça em torno de seu próprio eixo.O cálculo dos esforços é feito através da análise estrutural, a qual atualmente érealizada com o auxílio de programas especializado. A análise pode ser estática,considerando cargas constantes no tempo, ou dinâmica, levando em conta as variaçõesdas cargas e os modos de vibração da estrutura.Com a automatização desta etapa do projecto, tradicionalmente a mais demorada, oprojetista moderno pode dedicar mais atenção aos pontos mais problemáticos doprojeto, além de alterar o esquema estrutural e propor diferentes condições de carga,em busca de um melhor projeto final. Uma área importante de pesquisa neste campo éa automatização destas decisões, utilizando por exemplo algoritmos genéticos pararefinar o projecto.Outro resultado da análise estrutural é o cálculo das deformações da estrutura. Excetopelas estruturas estaticamente determinadas, nas quais os esforços podem sercalculados independentemente, esforços e deformações são calculadossimultaneamente.
  5. 5. DimensionamentoConhecidos os esforços em cada elemento estrutural, é necessário dimensionar apeça que irá resistir a estes esforços, ou seja, determinar as suas medidas. Dado omaterial a ser utilizado (como a madeira, o aço ou o concreto armado) e suaspropriedades, os princípios de resistência dos materiais e mecânica dos sólidos sãoempregados para verificar que a peça é capaz de resistir aos esforços. Por exemplo,pode-se determinar o ponto mais solicitado e obter uma secção capaz de resistir aosesforços neste ponto. Se for economicamente viável, esta secção é empregada paratoda a peça. Para elementos mais complexos, pode ser necessário analisar váriospontos e variar a seção empregada, ou mesmo efectuar o dimensionamento dapeça como um todo.Da mesma forma que a análise estrutural, o dimensionamento moderno é realizadocom o auxílio do computador. Contudo, o projectista possui bastante liberdade paraalterar o dimensionamento visando simplificar a construção (entre outros motivos),por exemplo padronizando as seções sugeridas pelo programa de computador.
  6. 6. DetalhamentoPara a execução final da estrutura, é necessário que o projectistaforneça desenhos detalhados das peças estruturais e suas conexões. Nestaetapa, também são geradas listas de materiais e outras informaçõesessenciais para a construção.
  7. 7. BrasilEm 29 de junho de 2009, o Ministério da Educação brasileiro anunciou uma futurareforma no nome dos cursos de graduação – entre eles, os cursos de Engenharia,que, atualmente, possuem 258 nomenclaturas diferentes. [2] Os nomes dos cursosatuais serão reduzidos a 22:Engenharia AeronáuticaEngenharia AgrícolaEngenharia de AgrimensuraEngenharia de AlimentosEngenharia AmbientalEngenharia CivilEngenharia de ComputaçãoEngenharia de Controle e AutomaçãoEngenharia Elétrica
  8. 8. Engenharia EletrônicaEngenharia FlorestalEngenharia de Fortificação e ConstruçãoEngenharia MecânicaEngenharia Mecânica e de ArmamentoEngenharia de MateriaisEngenharia de MinasEngenharia MetalúrgicaEngenharia NavalEngenharia de PescaEngenharia de ProduçãoEngenharia QuímicaEngenharia de Telecomunicações
  9. 9. Fim

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