Cálculo Estrutural
Tudo o que você precisa saber sobre Cálculo Estrutural
O que é Cálculo Estrutural? O cálculo estrutural é utilizado para analisar o comportamento de estruturas submetidas à esforços diversos, aplicados em várias direções, com o objetivo de verificar a resistência adequada dos elementos estruturais sob combinações de carregamentos extremos ao longo de sua vida útil e também de prever as deformações das mesmas sob combinações normais de carregamento durante sua utilização. O cálculo estrutural é um processo de análise e verificação de estabilidade, resistência e rigidez de estruturas.
O cálculo estrutural é a aplicação da física e da matemática para analisar e projetar estruturas que suportem com segurança as cargas a que estão sujeitas. As estruturas podem ser edifícios, pontes, torres, máquinas e muitas outras coisas. O objetivo do cálculo estrutural é garantir que a estrutura seja suficientemente forte e rígida para resistir a todas as cargas previsíveis sem falhar.
Como é feito o cálculo estrutural?
Os esforços, também conhecidos como ações, que atuam nas estruturas e que devem ser considerados durante o cálculo estrutural, podem ser devidos à utilização da estrutura, tais como: peso próprio, sobrecargas, cargas móveis ou acidentais e seus respectivos impactos, equipamentos e vibrações fixados na mesma; e/ou devidos à fenômenos naturais, exemplos: ação de ventos, chuvas, inundações, gelo, terremotos e variações de temperatura ambiente; e/ou também, porém não limitados a: incêndios, explosões, recalques diferenciais, empuxos de terra, impacto de ondas e movimento de marés (estruturas “off-shore”), subpressão de lençol freático, etc.
O cálculo estrutural é a aplicação da física e da matemática para analisar e projetar estruturas que suportem com segurança as cargas a que estão submetidas. Ele garante que as estruturas sejam seguras e econômicas, e envolve o dimensionamento de elementos estruturais como vigas, colunas e fundações.
O cálculo estrutural pode ser dividido em duas áreas principais:
Análise estrutural: Esta área envolve o cálculo das forças e deformações em estruturas devido a cargas. Isso pode ser feito usando métodos manuais ou software de computador.
Projeto estrutural: Esta área envolve o dimensionamento de elementos estruturais para que resistam com segurança às cargas a que serão submetidos. Isso é feito com base nos resultados da análise estrutural e em códigos de construção relevantes.
O cálculo estrutural é uma parte importante de qualquer projeto de construção. Ele garante que as estruturas sejam seguras e duráveis, e que sejam construídas de forma econômica.
Aqui estão algumas informações técnicas detalhadas sobre cálculo estrutural:
Materiais: Os materiais mais comuns usados em estruturas são concreto, aço e madeira. Cada material tem suas próprias propriedades e vantagens, e o material escolhido dependerá dos requisitos específicos da estrutura.
Carregamento: As estruturas são submetidas a uma variedade de cargas, incluindo cargas mortas, cargas vivas e cargas de vento. Cargas mortas são o peso permanente da estrutura, enquanto cargas vivas são o peso variável de pessoas, móveis e outros objetos. As cargas de vento são causadas pelo vento que atua na estrutura.
Análise: A análise estrutural pode ser feita usando métodos manuais ou software de computador. Os métodos manuais são geralmente usados para estruturas simples, enquanto o software de computador é usado para estruturas mais complexas.
Projeto: O projeto estrutural é baseado nos resultados da análise estrutural e em códigos de construção relevantes. O objetivo do projeto estrutural é dimensionar os elementos estruturais para que resistam com segurança às cargas a que serão submetidos.
Construção: A construção da estrutura deve ser feita de acordo com os desenhos e especificações do projeto estrutural. É importante que a construção seja feita por empreiteiros qualificados e experientes.
O cálculo estrutural é um campo complexo e desafiador, mas também é uma parte essencial de qualquer projeto de construção. Ao garantir que as estruturas sejam seguras e econômicas, o cálculo estrutural desempenha um papel vital na criação de um ambiente construído seguro e durável.
O cálculo estrutural é a aplicação da física e da matemática para analisar e projetar estruturas que resistem com segurança e eficiência às cargas e deformações. Ele garante que as estruturas sejam seguras e duráveis, suportando seu próprio peso, o peso dos ocupantes e móveis, e o peso de quaisquer outras cargas, como neve ou vento.
Quais os processos do cálculo estrutural?
Durante o processo de cálculo estrutural haverá a necessidade de se estudar as combinações das ações que atuarão simultaneamente na estrutura. Isto quer dizer que haverá necessidade de se combinar quais ações ocorrerão simultaneamente e quais ocorrerão de forma isolada, e em qual proporção isto ocorrerá. Estas combinações de carregamento são de fundamental importância para se obterem esforços mínimos e máximos adequados ao nível de importância da estrutura, ao local onde a estrutura está construída, à sua finalidade com relação ao público e sua vizinhança e também com relação à sua utilização e vida útil.
Quais principais objetivos do Cálculo Estrutural?
A resistência dos materiais que compõem os elementos estruturais é verificada através do cálculo estrutural com o objetivo de assegurar que não ocorram danos estruturais durante a vida útil da estrutura. Tais danos ocorrem quando qualquer parte de uma estrutura não é capaz de suportar satisfatoriamente as ações extremas à qual a estrutura está submetida durante o período de sua vida útil, podendo ser observados quando surgem flechas excessivas, deformações inelásticas, trincas, colapso de parte da estrutura ou até mesmo ruína total da estrutura.
A resistência dos elementos estruturais normalmente é feita comparando-se a carga máxima prevista para ocorrer em um determinado ponto ou secção da estrutura com a carga de ruptura desta mesma parte da estrutura minorada por um coeficiente de segurança que dependerá do método de cálculo, da norma técnica aplicada e principalmente do material.
A deformação da estrutura também deve ser avaliada cuidadosamente pelo engenheiro de estruturas responsável pelo cálculo estrutural pois no dimensionamento da estrutura muitas vezes o correto funcionamento da mesma, em termos de deformações e deslocamentos sob ações de serviço e utilização, exige que sejam utilizados elementos estruturais com dimensões, seções transversais e inércia superiores às mínimas necessárias para atender os critérios de resistência.
Isto ocorre devido à elasticidade do material empregado, tais como: concreto, aço, alumínio, madeira, etc., ou seja, conforme aumenta a tensão aumenta também a deformação do material, não implicando necessariamente em alongamento inelástico, mas muitas vezes representando um alongamento (deformação) inaceitável para a condição de utilização da estrutura, ocasionando, por exemplo: flechas excessivas, vibrações desconfortáveis, etc.
Talvez a característica mais valiosa de um bom engenheiro seja sua integridade. O cliente espera que o engenheiro de estruturas, normalmente conhecido como engenheiro calculista, pois é o responsável pela elaboração do cálculo estrutural, atue nos seus projetos observando as prescrições das normas técnicas vigentes buscando aplicar o melhor de seu conhecimento técnico-acadêmico, sua experiência profissional e seu bom senso no intuito de obter estruturas econômicas, seguras e duráveis.
O cálculo estrutural é usado em uma ampla variedade de aplicações, incluindo:
Edifícios
Pontes
Torres
Plataformas offshore
Aeronaves
Estruturas espaciais
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