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Engenharia Civil

Análise de Estruturas

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Publicação em Diário da República: Despacho nº 10366/2022 - 24/08/2022 (Parceria ESTT/ESAI)

5 ECTS; 2º Ano, Anual, 42,0 TP , Cód. 908957.

Docente(s)
- Carlos Jorge Trindade da Silva Rente (1)(2)

(1) Docente Responsável
(2) Docente que lecciona

Pré-requisitos
Não aplicável

Objetivos
Trata-se de uma UC na qual se pretende que o aluno compreenda, modele e calcule estruturas reticuladas hiperestáticas, de acordo com as seguintes competências:A.Compreender os princípios fundamentais do comportamento estático das estruturas reticuladas em regime de linearidade elástica.B. Desenvolver modelos de cálculo adaptados a situações correntes de funcionamento de sistemas estruturais.
C.Analisar e resolver estruturas hiperestáticas com base nos Métodos das Forças, Deslocamentos e Cross. D.Utilizar os Teoremas Energéticos como forma expedita de cálculo estrutural.E.Compreender e utilizar a teoria das Linhas de Influência na determinação de componentes de reacção de apoio, esforços e deslocamentos em estruturas F.Utilizar programas de cálculo de estruturas reticuladas planas como ferramenta de suporte à verificação dos resultados obtidos analiticamente e à sensibilização para os factores que condicionam o seu comportamento no contexto do projecto estrutural.

Programa
1. Princípios gerais do equilíbrio elástico dos corpos sólidos.
Revisões da estática. Estruturas em equilíbrio estático. Estruturas de um só corpo e de vários corpos.
2. Introdução à análise de estruturas.
Tipos de estruturas. Tipos de solicitações. Problema estrutural. Deslocamentos e deformações. Estado de tensão. Relações entre tensões e deformações. Equações de equilíbrio. Princípio da sobreposição dos efeitos elásticos.
3. Teorema dos trabalhos virtuais.
Deformação virtual. Princípio dos trabalhos virtuais. Trabalho das forças exteriores. Trabalho de deformação interno. Determinação da energia deformação interna em peças lineares por acção do esforço axial, do esforço transverso, do momento flector e do momento torsor. Teorema dos trabalhos virtuais. Determinação de deslocamentos em estruturas reticuladas.
4. Análise de estruturas pelo Método das Forças.
Indeterminação estática das estruturas reticuladas. Conceito de compatibilidade de deslocamentos elásticos. Descrição do método das forças. Matriz de flexibilidade e vector dos termos independentes para várias solicitações. Sistematização da aplicação do método das forças. Influência de variações de temperatura, do pré-esforço, de assentamento de apoios ou de apoios elásticos. Estruturas articuladas, contínuas ou mistas. Simplificações de simetria. Cálculo de deslocamentos em estruturas hiperestáticas.
5. Métodos Energéticos no cálculo de estruturas.
Teorema de Clapeyron. Teoremas de Betti e Maxwell. Teorema da reciprocidade das forças. Teorema de Castigliano. Teorema de Menabrea. Aplicação dos Teoremas Energéticos ao cálculo de deslocamentos e esforços.
6. Análise de estruturas pelo Método dos Deslocamentos.
Princípios básicos do método dos deslocamentos. Indeterminação cinemática. Descrição do método. Matriz de rigidez e vector solicitação. Equações de equilíbrio de forças. Formulação directa e formulação matricial. Sistematização da aplicação do método dos deslocamentos.
7. Método de Cross
Estruturas de nós fixos e de nós móveis. Factor de rigidez e coeficiente de transmissão. Coeficiente de distribuição de momentos. Momentos iniciais. Procedimento de resolução para estruturas de nós fixos (processo directo de Cross) e de nós móveis (processo indirecto de Cross).
8. Linhas de influência
Conceito e campo de aplicação das linhas de influência à determinação de esforços e deslocamentos em estruturas reticuladas.

Metodologia de avaliação

Realização de uma prova escrita em época de avaliações (75%) e trabalhos práticos propostos durante o semestre (25%).
Aprovação com mínimo de 9,50 valores em cada uma das componentes de avaliação.
Classificação final obtida pela média ponderada entre o resultado da prova escrita e dos trabalhos práticos.

Bibliografia
- Hibbeler, R. (2006). Structural Analysis. Singapore: Prentice Hall
- Martha, L. (2010). Análise de Estruturas - Conceitos e Métodos Básicos. Rio de Janeiro: Campus
- McGuire, W. e Gallager, R. e Ziemian, R. (2000). Matrix Structural Analysis. New York: John Wiley and Sons
- Neville, A. e Ghali, A. (1997). Structural Analisys. A unified classical and matrix approach. London: E&FN Spon

Método de Ensino
Exposição teórica dos aspectos fundamentais relacionados com os conteúdos programáticos da unidade curricular. Resolução de exercícios práticos que permitam a intervenção crítica dos alunos.

Software utilizado nas aulas
FTOOL - 2D Frame Analysis Tool

 

Aprovado em Conselho Técnico Cientifico: 29 de dezembro de 2023

Download da Ficha da Unidade Curricular (FUC)

 

 


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