O documento descreve os tipos de cargas que um sistema estrutural deve suportar, incluindo cargas estáticas como peso próprio, neve, chuva e ocupação, e cargas dinâmicas como vento e terremotos. Ele explica como essas cargas são calculadas de acordo com os códigos de edificações para o projeto estrutural seguro de edifícios.

1. Mecanismo de Transferência
de Esforços
Sistema Estrutural – Conceito para Cálculo

2. Cargas
• Ao fechar o espaço para habitação, o sistema
estrutural de uma edificação deve ser capaz de
suportar dois tipos de cargas - estáticas e
dinâmicas.

3. Cargas Estáticas
• Considera-se que as cargas estáticas são
lentamente aplicadas a uma estrutura até que
ela atinja seu valor de pico sem flutuar
rapidamente em magnitude ou posição. Sob
uma carga estática, uma estrutura responde
lentamente, e sua deformação alcança o pico
quando uma força estática é máxima.

4. CargasEstáticasCargas Mortas
Cargas de
Recalque e
Pressão do Solo
Cargas
de
Ocupaçã
o
Cargas
de Neve
Cargas
de Chuva
Pressão da Água

5. Cargas Estáticas
• As cargas acidentais compreendem qualquer
carga móvel em uma estrutura, resultantes de
ocupação, neve e água acumulada ou
equipamento móvel. Uma carga acidental em
geral age verticalmente e para baixo, mas
também pode agir horizontalmente, refletindo a
dinâmica natural de uma carga móvel.

6. Cargas Estáticas
• As cargas de ocupação resultam do peso de
pessoas, móveis, material armazenado e
outros itens semelhantes em uma edificação.
Os códigos de edificações especificam cargas
mínimas uniformemente distribuídas para
varios usos e ocupações.

7. Cargas Estáticas
• As cargas de neve são criadas pelo peso da
neve acumulada em uma cobertura. A carga de
neve varia com a localização geográfica, o
nível de exposição do terreno, as condições de
vento e a geometria da cobertura.
• As cargas de chuva resultam de água
acumulada em uma cobertura por sua forma,
deflexão ou entupimento de seu sistema de
drenagem.

8. Cargas Estáticas
• Cargas mortas são cargas estáticas verticais
descendentes em uma estrutura,
compreendendo o peso próprio da estrutura e o
peso dos elementos construtivos, acessórios e
equipamentos permanentemente conectados a
ela.

9. Cargas Estáticas
• Cargas de recalque são impostas a uma
estrutura pelo desmoronamento de uma porção
do solo de sustentação e o recalque diferencial
resultante de sua fundação.
• A pressão do solo é a força horizontal que uma
massa do solo exerce em uma estrutura de
contenção vertical.

10. Cargas Estáticas
• A pressão da água é a força hidráulica que as águas
freáticas exercem em um sistema de fundação.
• Os esforços térmicos são as solicitações de
compressão ou tração desenvolvidas em um material
submetido a dilatação ou retração térmica.

11. Cargas Estáticas
• As cargas de impacto são cargas cinéticas de
curta duração resultantes de veículos,
equipamentos e máquinas móveis. Os códigos
de edificações tratam essas cargas como
estáticas,compensando sua
natureza dinâmica
através da amplificação
da carga estática.

12. Cargas Dinâmicas
• As cargas dinâmicas são aplicadas
repentinamente a uma estrutura, muitas vezes
com mudanças bruscas na magnitude e no
ponto de aplicação. Sob uma carga dinâmica,
uma estrutura desenvolve forças de inércia em
relação a sua massa, e sua deformação
máxima não corresponde necessariamente à
magnitude máxima da força aplicada. Os dois
principais tipos de cargas dinâmicas são as
cargas de vento e as cargas de terremotos.

13. Cargas Dinâmicas
• As cargas de vento são as forças exercidas
pela energia cinética de uma massa de ar
móvel que se considera vinda de qualquer
direção horizontal.

14. Cargas Dinâmicas
• A estrutura, os componentes e as vedações
externas de uma edificação devem ser
projetados para resistir ao cisalhamento, à
sucção e ao tombamento devido ao vento.

15. Cargas Dinâmicas
• A estrutura, os
componentes e as
vedações externas
de uma edificação
devem ser projetados
para resistir ao
cisalhamento, à
sucção e ao
tombamento devido
ao vento.

16. Cargas Dinâmicas
• O vento exerce
pressão negativa ou
sucção nas laterais
e superfícies a
sotavento, e normal
às superfícies a
barlavento de
coberturas com um
caimento menor que
30°.

17. Cargas Dinâmicas
• A trepidação se refere às oscilações rápidas de
um cabo flexível ou membrana causada pelos
efeitos aerodinâmicos do vento.
• Prédios altos e esbeltos, estruturas de formas
incomuns ou complexas, e estruturas leves,
flexíveis, sujeitas à trepidação exigem testes
em túneis aerodinâmicos ou modelagem
computadorizada para descobrir como podem
responder à distribuição da pressão do vento.

18. Cargas Dinâmicas
• Um terremoto consiste em uma série de
vibrações longitudinais e transversais induzidas
na crosta terrestre pelo movimento abrupto de
placas tect8nicas ao longo das linhas de falha.
Os choques de um terremoto se propagam ao
longo da superfície terrestre na forma de ondas
e são atenuados logariticamente com a
distância de sua origem.

19. Cargas Dinâmicas
• Embora esses movimentos do solo sejam de
natureza tridimensional, seus componentes
horizontais são considerados os mais críticos
no projeto de estruturas; os elementos de
transferência de cargas verticais de uma
estrutura geralmente têm reservas
consideráveis para a resistência de cargas
verticais adicionais.

20. Cargas Dinâmicas
• A massa superior de uma estrutura desenvolve
uma força de inércia à medida que tende a
permanecer imóvel, enquanto a base é deslocada
pelos movimentos do solo de um terremoto.
Conforme a segunda lei de Newton, essa força é
igual ao produto da massa com a aceleração.
• Uma força lateral estaticamente equivalente, o
esforço cortante na base, pode ser computada
para estruturas regulares com menos de 70,0 m
de altura, estruturas irregulares até cinco
pavimentos e estruturas com baixo risco.

21. Cargas Dinâmicas
• O esforço cortante na base é o valor mínimo de
projeto para a força sísmica lateral total em uma
estrutura que se considera agir em qualquer
direção horizontal. Ele é computado pela
multiplicação da carga morta total da estrutura por
inúmeros coeficientes para refletir o caráter e a
intensidade dos movimentos do solo na zona
sísmica, o tipo de solo sob a fundação, o tipo de
ocupação, a distribuição da massa e rigidez da
estrutura, e o período fundamental - o tempo
necessário para a oscilação completa - da
estrutura.

22. Cargas Dinâmicas
Cota
central
Bas
e

23. Cargas Dinâmicas
• O esforço cortante
na base é
distribuído em cada
diafragma horizontal
acima da base de
estruturas regulares
em proporção ao
peso do pavimento
de cada nível e sua
distância da base.

24. Cargas Dinâmicas
• Uma análise dinâmica mais complexa é exigida
para edifícios altos, estruturas com formas
irregulares ou sistemas de estruturas, ou para
estruturas construídas das em solos moles ou
plásticos, suscetíveis a falha ou colapso sob
um carregamento sísmico.

25. Cargas Dinâmicas
• O período fundamental de uma estrutura varia
de acordo com sua altura em relação à base e
sua dimensão paralela à direção das forças
aplicadas. Estruturas relativamente
rígidas oscilam rapidamente
e têm períodos curtos,
enquanto estruturas mais
flexíveis oscilam mais
lentamente e têm períodos
mais longos.

26. Cargas Dinâmicas
• Qualquer carga lateral aplicada a uma distância
acima do nível do solo gera um momento de
tombamento na base de uma estrutura. Para o
equilíbrio, o momento de tombamento deve ser
contrabalançado com um momento externo
contrário e um momento interno de resistência
gerado pelas forças desenvolvidas nos pilares
e paredes de cisalhamento.

27. Cargas Dinâmicas
• Um momento contrário é gerado pela carga
morta de uma estrutura que age sobre o
mesmo ponto de rotação como o movimento de
tombamento. Os códigos de edificações
geralmente exigem que o momento contrário
seja pelo menos 50% maior que o momento de
tombamento.

28. Cargas Dinâmicas

29. Cargas Dinâmicas
• Um momento contrário é gerado pela carga
morta de uma estrutura que age sobre o
mesmo ponto de rotação como o movimento de
tombamento. Os códigos de edificações
geralmente exigem que o momento contrário
seja pelo menos 50% maior que o momento de
tombamento.

30. Cargas Dinâmicas
• Um momento contrário é gerado pela carga
morta de uma estrutura que age sobre o
mesmo ponto de rotação como o movimento de
tombamento. Os códigos de edificações
geralmente exigem que o momento contrário
seja pelo menos 50% maior que o momento de
tombamento.