Objetivos / Competências
Esta UC, inserida na área científica de Mecânica e Materiais, parte do conhecimento adquirido na UC de Resistência dos Materiais, nomeadamente na determinação de esforços e tensões e dimensionamento de peças sujeitas a vários tipos de esforços.
Os alunos que frequentarem com aproveitamento esta UC deverão ficar habilitados ao cálculo de esforços de estruturas isostáticas e ao conhecimento, compreensão e análise do Método dos Deslocamentos, aplicando-o à resolução de problemas de análise linear elástica de estruturas (Treliças, Vigas e Pórticos). Deverão também adquirir a competência de determinação dos deslocamentos verticais de vigas usando a equação da linha elástica e análise de problemas de estabilidade de colunas e colunas-viga.
Outro objectivo da UC é munir os alunos de uma ferramenta informática de cálculo de estruturas a fim de serem capazes de desenhar a estrutura, fazer o carregamento, cálculo e posterior dimensionamento elástico, usando as normas portuguesas e europeias.
Conteúdos programáticos resumidos
Tipos de estruturas e cargas
Cálculo integral
Estruturas estaticamente determinadas. Sistemas estruturais de Vector Activo. Sistemas estruturais de Secção Activa: Esforços internos, diagramas de esforços internos. Pórticos. Equação da linha elástica
Matrizes. Definição e notações. Operações elementares. Sistemas de equações lineares. Inversão de matrizes. Determinantes.
Estruturas estaticamente indeterminadas. Método dos deslocamentos. Sistema de referência local e global. Conceito de nó, membro, grau de liberdade, matriz de rigidez, matriz rotação e força de fixação. Sistemas estruturais de Vector Activo e Secção Activa
Encurvadura. Determinação da estabilidade e estaticidade. Fórmula de Euler para colunas com ambas as extremidades articuladas e para vigas com outras condições de extremidade. Projecto de colunas submetidas a carregamento axial centrado. Colunas curtas intermédias e longas. Especificações para aço e alumínio. Projecto de colunas submetidas a uma força excêntrica
Metodologias de ensino e critérios de avaliação
A metodologia é baseada em aulas teóricas, teórico-práticas e práticas. Nas aulas T será feita a exposição dos vários conceitos com utilização do quadro e retroprojector. Nas aulas TP são resolvidos exercícios e nas aulas P faz-se a análise de situações reais ilustrativas, a fim de fornecer ao aluno conhecimentos e capacidades de compreensão dos métodos expostos nas aulas teóricas e faz-se a consolidação dos conhecimentos adquiridos num processo de interacção com o professor.
A avaliação incide sobre as componentes T, TP, PL, bem como sobre a assiduidade e participação nas aulas.
O regime de avaliação prevê exame de época normal e exame de época de recurso, sendo permitida a consulta de formulário.
Ponderação final: Qualidade da participação – 10%, Exame – 90%
Bibliografia resumida
Beer e Johnston, Mecânica Vectorial para Engenheiros – Estática, McGraw-Hill
Beer, F.; Johnston, E. R.; DeWolf, J.; Mecânica dos Materiais, McGraw-Hill
Hibbeler, R., Structural Analysis, Prentice Hall
Ross, C., Finite Element Methods in Engineering Science, Ellis Horwood Series In
Rossow, E., Analysis and Behavior of Structures, Prentice Hall
Boissonnade, N.; Greiner, R.; Jaspart, J. P.; Lindner, J.; Rules for Member Stability in EN 1993-1-1: Background documentation and design guidelines, ECCS
Simões, R.; Manual de Dimensionamento de Estruturas Metálicas, Colecção Construção Metálica e Mista, CMM Press
Álvarez, R. A.; Bustillo, R. A.; Martitegui, F. A.; Reales, J. R. A., Estructuras de Acero. Calculo, Norma Basica y Eurocodigo, Bellisco, Ediciones Técnicas y Científicas
CEN, Eurocode 3: Design of Steel Structures, Part 1-1: General rules and rules for buildings, EN 1993-1-1, European Committee for Standardization, Brussels
