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).

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:
força axial,força de cisalhamento,momento f<=tor çç
– O esquema de análise exige aplicarmos as três equações de equilíbrio a cada corpo rígido:
sum Fx=0, sum Fy=0, sum M=0
– 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:
sum Fx=0, sum Fy=0
– Exemplos: pontes treliçadas, coberturas metálicas leves, escoras de torres, onde se busca otimizar peso e material.

Passo 4

Comparação direta
– Ligações:
  • Rígida: junta engastada ou semientalhada to impede rotação.
  • Reticulada: junta articulada (pino) to 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 b e de nós n satisfaz b=2n-3).
    – Rigidez e deslocamentos:
  • Rígida: menor deformação sob cargas transversais.
  • Reticulada: maior deslocamento global, mas mais leve.

Passo 5

Vantagens e desvantagens resumidas
– 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.

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