Diferencie estrutura rígida de estrutura reticulada.
Passo 1
O enunciado pede para distinguir dois tipos clássicos de sistemas estruturais em Mecânica dos Solos e das Estruturas:
– Estrutura rígida (ou pórtico): elementos ligados por juntas que impedem rotação relativa e transmitem momentos fletores, forças de cisalhamento e forças axiais.
– Estrutura reticulada (ou treliça): elementos lineares ligados por uniões articuladas (pinos), que só transmitem forças axiais (tração ou compressão).
Vamos precisar dos conceitos de equilíbrio estático, dos tipos de ligação entre barras e do comportamento interno de esforços (momentos, forças de cisalhamento e forças normais).
– Estrutura rígida (ou pórtico): elementos ligados por juntas que impedem rotação relativa e transmitem momentos fletores, forças de cisalhamento e forças axiais.
– Estrutura reticulada (ou treliça): elementos lineares ligados por uniões articuladas (pinos), que só transmitem forças axiais (tração ou compressão).
Vamos precisar dos conceitos de equilíbrio estático, dos tipos de ligação entre barras e do comportamento interno de esforços (momentos, forças de cisalhamento e forças normais).
Passo 2
Definição e características de estrutura rígida
– Numa estrutura rígida, cada encontro de barras ou vigas forma uma junta engastada ou semientalhada, ou seja, a ligação entre membros impede giro relativo.
– Internamente, cada elemento pode suportar:
– Numa estrutura rígida, cada encontro de barras ou vigas forma uma junta engastada ou semientalhada, ou seja, a ligação entre membros impede giro relativo.
– Internamente, cada elemento pode suportar:
– O esquema de análise exige aplicarmos as três equações de equilíbrio a cada corpo rígido:
– Exemplos: pórticos usados em prédios e pontes em concreto armado ou metálicas, onde vigas e pilares formam um conjunto resistente a carregamentos transversais e a momentos.
Passo 3
Definição e características de estrutura reticulada
– Numa estrutura reticulada, as barras (geralmente de aço ou madeira) estão unidas por pinos que permitem giro livre de cada membro.
– Cada barra está submetida apenas a força axial (tração ou compressão). Não há transmissão de momento ou cisalhamento nos pinos.
– A análise usa apenas duas equações de equilíbrio em cada nó:
– Numa estrutura reticulada, as barras (geralmente de aço ou madeira) estão unidas por pinos que permitem giro livre de cada membro.
– Cada barra está submetida apenas a força axial (tração ou compressão). Não há transmissão de momento ou cisalhamento nos pinos.
– A análise usa apenas duas equações de equilíbrio em cada nó:
– Exemplos: pontes treliçadas, coberturas metálicas leves, escoras de torres, onde se busca otimizar peso e material.
Passo 4
Comparação direta
– Ligações:
– Ligações:
- Rígida: junta engastada ou semientalhada
impede rotação. - Reticulada: junta articulada (pino)
permite rotação.
– Esforços internos por elemento: - Rígida: axial
cisalhamento momento. - Reticulada: somente axial.
– Equações de equilíbrio: - Rígida: três por corpo (x, y, momento).
- Reticulada: duas por nó (x, y).
– Complexidade de cálculo: - Rígida: mais variáveis indeterminadas, pode ser hiperestática.
- Reticulada: geralmente isostática (número de barras
e de nós satisfaz ).
– Rigidez e deslocamentos: - Rígida: menor deformação sob cargas transversais.
- Reticulada: maior deslocamento global, mas mais leve.
Passo 5
Vantagens e desvantagens resumidas
– Estrutura rígida:
– Estrutura rígida:
-
Maior resistência a cargas transversais e momentos. - – Maior peso e custo de materiais e de mão de obra.
– Estrutura reticulada: -
Economia de material e rapidez de montagem. - – Limitada a cargas predominantemente axiais; sensível a flambagem de barras compridas.
Resposta
A estrutura rígida usa juntas engastadas, suporta momentos, cisalhamento e força axial e exige três equações de equilíbrio por corpo. A reticulada usa juntas articuladas, só trabalha com força axial e se analisa com duas equações de equilíbrio por nó.