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Júpiter - Sistema de Gestão Acadêmica da Pró-Reitoria de Graduação


Escola Politécnica
 
Engenharia de Estruturas e Geotécnica
 
Disciplina: PEF3301 - Resistência dos Materiais e Estática das Construções II
Mechanics of Materials II

Créditos Aula: 4
Créditos Trabalho: 0
Carga Horária Total: 60 h
Tipo: Semestral
Ativação: 01/01/2020 Desativação:

Objetivos
Conhecimentos a serem assimilados
Dominar: conceitos básicos da Resistência dos Materiais; teoria da flexão de barras; teoria da torção de barras; estado duplo e estado triplo de tensão; critérios de resistência e seu emprego; conceitos de flexão composta de barras esbeltas e estabilidade do equilíbrio de barras; análise matricial de estruturas.
Habilidades a serem desenvolvidas
Adquirir destreza na resolução e verificação de problemas. Consolidar as magnitudes dos parâmetros mais importantes dos problemas estruturais. Empregar fluentemente a nomenclatura e notação da área de Mecânica das Estruturas. Valorizar a diversidade dos problemas estruturais da Engenharia Civil por intermédio de exemplos. 
Perceber a importância da computação e do cálculo numérico na engenharia. Perceber a necessidade de utilizar recursos computacionais para a análise de tensões em estruturas reais. Entender como se calculam deslocamentos e esforços solicitantes em estruturas reticuladas usando o computador. Reconhecer a ligação entre o que se vê nas aulas e as estruturas reais.
Ser capaz de: aplicar conhecimentos adquiridos em outras disciplinas; comunicar-se tecnicamente com clareza e precisão; modelar problemas estruturais visando a compreender seu comportamento mecânico; resolver problemas simples envolvendo estruturas reticuladas; compreender a importância da protensão quando se emprega materiais com baixa resistência à tração; reconhecer a importância da verificação da estabilidade do equilíbrio das estruturas esbeltas e da sensibilidade a imperfeições.
Valores e atitudes a serem incorporados
Valorizar a importância da formação básica para o engenheiro. Adotar posturas éticas. Passar a observar as estruturas das construções e objetos que nos cercam. Reconhecer a importância e utilidade da engenharia de estruturas. Apreender o caráter multidisciplinar de mecânica das estruturas e seu papel na engenharia mecânica, naval, aeronáutica, medicina, odontologia, etc.
 
Conhecimentos a serem assimilados Dominar: conceitos básicos da Resistência dos Materiais; teoria da flexão de barras; teoria da torção de barras; estado duplo e estado triplo de tensão; critérios de resistência e seu emprego; conceitos de flexão composta de barras esbeltas e estabilidade do equilíbrio de barras; análise matricial de estruturas. Habilidades a serem desenvolvidas Adquirir destreza na resolução e verificação de problemas. Consolidar as magnitudes dos parâmetros mais importantes dos problemas estruturais. Empregar fluentemente a nomenclatura e notação da área de Mecânica das Estruturas. Valorizar a diversidade dos problemas estruturais da Engenharia Civil por intermédio de exemplos. Perceber a importância da computação e do cálculo numérico na engenharia. Perceber a necessidade de utilizar recursos computacionais para a análise de tensões em estruturas reais. Entender como se calculam deslocamentos e esforços solicitantes em estruturas reticuladas usando o computador. Reconhecer a ligação entre o que se vê nas aulas e as estruturas reais. Ser capaz de: aplicar conhecimentos adquiridos em outras disciplinas; comunicar-se tecnicamente com clareza e precisão; modelar problemas estruturais visando a compreender seu comportamento mecânico; resolver problemas simples envolvendo estruturas reticuladas; compreender a importância da protensão quando se emprega materiais com baixa resistência à tração; reconhecer a importância da verificação da estabilidade do equilíbrio das estruturas esbeltas e da sensibilidade a imperfeições. Valores e atitudes a serem incorporados Valorizar a importância da formação básica para o engenheiro. Adotar posturas éticas. Passar a observar as estruturas das construções e objetos que nos cercam. Reconhecer a importância e utilidade da engenharia de estruturas. Apreender o caráter multidisciplinar de mecânica das estruturas e seu papel na engenharia mecânica, naval, aeronáutica, medicina, odontologia, etc. Knowledge to be assimilated Have a firm understanding of: Strength of Materials fundamentals; bending of bars; uniform torsion of bars; two- and three-dimensional stress states; strength criteria; combined bending and compression of slender bars and elastic stability of columns; matrix analysis of structures. Competencies to be developed Analyze and design structures efficiently. Apprehend the most meaningful parameters in structural problems. Use the nomenclature and notation of Structural Mechanics properly and fluently. Appreciate the great diversity shown by structural problems in Civil Engineering. Understand the role of numerical methods and digital computing in engineering. Understand the importance of using computational resources to analyze practical structures. Compute displacements and internal forces of frames using computer programs. Recognize links between real structures and what is seen in the classroom. Be able to: apply the knowledge from other subjects; communicate technically with clarity and precision; model structural problems in order to apprehend their mechanical behavior; solve simple framed structures; understand the importance of prestressing when employing materials with low tensile strength; recognize the importance of checking the elastic stability and the sensitivity to imperfections of slender structures Values and Attitudes to be incorporated Appreciate the importance of the engineer basic formation. Adopt ethical behavior. Notice the structures within buildings and objects around us. Recognize the importance and usefulness of structural engineering. Apprehend the multidisciplinary character of Structural Mechanics and its role in Mechanical Engineering, Naval Architecture, Aeronautical Engineering, Medicine, Dentistry, etc.
 
 
Docente(s) Responsável(eis)
83772 - Edgard Sant Anna de Almeida Neto
 
Programa Resumido
Flexão oblíqua e flexão composta. Torção uniforme de barras. Estudo das tensões: Estado duplo de tensão; Noções sobre estado triplo de tensão. Energia de deformação. Critérios de resistência. Flexão composta de barras esbeltas. Estabilidade do equilíbrio de barras. Análise matricial de estruturas.
 
Unsymmetrical bending combined with axial tension or compression. Torsion of prismatic bars. Stress states: plane stress state; three-dimensional state of stress. Strain energy. Strength criteria. Combined bending and axial compression of slender bars. Elastic stability of bars. Matrix analysis of structures.
 
 
Programa
1 FLEXÃO OBLÍQUA E FLEXÃO COMPOSTA
Hipóteses; tensão normal; tração e compressão excêntricas; a ideia da protensão; material não resistente à tração.
2 TORÇÃO UNIFORME DE BARRAS
Seção circular; seções delgadas unicelulares; resultados da Teoria da Elasticidade para seções não circulares e seções delgadas abertas; problemas hiperestáticos simples com torção e flexão.
3 ESTUDO DAS TENSÕES
3.1 Estado Plano de Tensão
Vetor tensão; tensões principais e planos principais; círculo de Mohr; casos particulares.
3.2 Noções sobre Estado Triplo de Tensão
Tensões em um plano qualquer; tensor das tensões de Cauchy; tensões principais e direções principais; círculos de Mohr.
4 ENERGIA DE DEFORMAÇÃO
Relação entre  ,   e  ; lei de Hooke generalizada; energia de deformação; energia de distorção.
5 CRITÉRIOS DE RESISTÊNCIA
Critérios de Rankine, Tresca, von Mises, Mohr-Coulomb.
6 FLEXÃO COMPOSTA DE BARRAS ESBELTAS
Equilíbrio na configuração deformada; teoria de primeira ordem vs. teoria de segunda ordem; equação diferencial linearizada da linha elástica.
7 ESTABILIDADE DO EQUILÍBRIO DE BARRAS
Modelo com barra rígida e mola rotacional; flambagem de barras prismáticas; cargas de flambagem; sensibilidade a imperfeições; dimensionamento à flambagem.
8 ANÁLISE MATRICIAL DE ESTRUTURAS
Análise matricial de pórticos planos: matrizes da barra; matrizes da estrutura. Simplificação para treliças planas. Extensão para grelhas. Apresentação de um programa.
 
1 UNSYMMETRICAL BENDING COMBINED WITH AXIAL TENSION OR COMPRESSION Hypotheses; normal stress; eccentric axial force; prestressing and materials with low tensile strength. 2 TORSION OF PRISMATIC BARS Circular cross sections; results of Theory of Elasticity; unicellular cross sections; open thin-walled cross sections; statically indeterminate beams. 3 STRESS STATES 3.1. Plane Stress State Stress state at a point; principal stresses and planes; Mohr's circle; special states. 3.2. Three-Dimensional State of Stress Stress vector; Cauchy stress tensor; principal stresses and directions; Mohr's circles. 4 STRAIN ENERGY Relationship between , and ; generalized Hooke's law; strain energy; distortion energy. 5 STRENGTH CRITERIA Rankine, Tresca, von Mises and Mohr-Coulomb. 6 COMBINED BENDING AND AXIAL COMPRESSION OF SLENDER BARS Equilibrium at the deformed configuration. Deflection curve equation. 7 ELASTIC STABILITY OF BARS Single rigid bar model; buckling of columns; end conditions; sensitivity to imperfections; buckling stress; inelastic buckling. 8 MATRIX ANALYSIS OF STRUCTURES Planar frames: bar and structure matrices. Extension to planar trusses and grids. Computer program.
 
 
Avaliação
     
Método
Estratégias de ensino e aprendizagem utilizadas: Aulas expositivas teóricas; aulas de exercícios; resolução de exercícios em sala de aula pelos alunos; aulas de laboratório; provas escritas. Avaliação da disciplina: os alunos serão avaliados por meio de provas escritas, exercícios entregues e atividades realizadas em grupo.
Critério
A = 0,3 P1 + 0,3 P2 + 0,4 P3 >= 5,0, sendo P1, P2 e P3 as notas de três provas escritas.
Norma de Recuperação
Não há recuperação.
 
Bibliografia
     
• Diogo, L.A.C. Resistência dos Materiais. Apostila do PEF, 2000
• Almeida Neto, E.S. Estado Duplo e Estado Triplo de Tensão. Apostila do PEF, 2014.
• Almeida Neto, E.S. Flexo-Compressão e Flambagem de Barras Esbeltas. Apostila do PEF, 2014.
• Feodosiev, V.I. Resistência dos Materiais. Editora MIR, Moscou, 2a edição.
• Hibbeler, R.C. Resistência dos Materiais. Pearson - Prentice Hall, 7a edição, 2010.
• Gere, J.M. e Goodno, B.J. Mecânica dos Materiais. Cengage Learning, 2011.
• Soriano, H.L. Análise de Estruturas. Editora Ciência Moderna, 2005.
• Hibbeler, R.C. Análise de Estruturas. Pearson, 8ª edição, 2013.
• Kassimali, A. Matrix Analysis of Structures, Cengage Learning; 2 ª edição, 2011.
• Weaver, Jr. W. e Gere, J. M. Matrix Analysis of Framed Structures, D. Van Nostrand Company, New York, 3 ª edição, 1990.
 

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