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ESTÁTICA E MECÂNICA DOS SÓLIDOS - Coggle Diagram
ESTÁTICA E MECÂNICA
DOS SÓLIDOS
PRÉ-REQUISITOS
Trigonometria básica
CONCEITOS FUNDAMENTAIS
Espaço
Comprimento
Partícula ou Ponto material
Corpo extenso
Grandezas escalares e vetoriais
grandezas escalares
Tempo
Volume
Massa
grandezas vetoriais
Força
MOMENTO
Unidades
Comprimento
Tempo
Massa
Força
ESTÁTICA PARA PARTÍCULAS
Estática em uma dimensão
Em uma dimensão só temos a
possibilidade de uma partícula
se mover sobre o eixo da
dimensão.
Partículas e a dimensão
onde elas podem se mover.
Estática em duas dimensões
Partícula que pode se
mover para qualquer região
do plano infinito representado tanto em
perspectiva quanto numa
visão frontal.
Representação da mesma
situação vista em ângulos
diferentes
Esquema de movimentação
em um plano
Esquema de
movimentação em
um plano
MOMENTO
O nome que damos ao efeito
que tende a girar um determinado
objeto é torque ou momento.
O valor do momento será
proporcional à distância que a força
estiver do eixo. A força considerada
deverá estar sempre perpendicular
à linha de ação em relação ao eixo.
Momento= força x distância até o eixo adotado
M= F x d
VINCULAÇÕES
Representação dos possíveis movimentos de um objeto
qualquer no espaço
Σx =0 ( Somatória dos esforços em X é igual a zero)
Σy =0 ( Somatória dos esforços em Y é igual a zero)
Σz =0 ( Somatória dos esforços em Z é igual a zero)
ΣMx =0(Somatória dos momentos em X é igual a zero)
ΣMy =0(Somatória dos momentos em Y é igual a zero)
ΣMz =0(Somatória dos momentos em Y é igual a zero)
Cada uma dessas possíveis
movimentações são
chamadas de grau de liberdade
Chamamos de vinculações
aquilo que restringe movimentos
da estrutura, podendo
restringir de 1 até 6 movimentos.
Tipos comuns de vinculações
Vigas de ponte em concreto
Pórticos metálicos
Treliças de cobertura
Símbolo do apoio móvel
Representação do apoio fixo
Representação do engaste
REAÇÕES NAS VINCULAÇÕES
Viga apoiada nos
dois extremos
(viga biapoiada)
No ponto “E” temos um apoio móvel,
ou seja, ele deixa a viga
se movimentar para a direita
e para a esquerda em “E”
porém trava movimentos verticais e de giro
Esquema já substituído as reações
Em “A” temos duas forças,
uma vertical chamada
de “Va” e outra horizontal
chamada de
“Ha”. Elas surgem justamente pelo travamento do apoio fixo.
Viga engastada apenas em um extremo. (viga em
balanço)
Neste caso o esquema das reações que
vão surgir mudam, visto que em “E” não
temos mais nenhum impedimento
Novas situações de reações,
uma força vertical “Va” uma força
horizontal “Ha” e um momento “Ma”.
Na estrutura 1 temos um engaste a esquerda
que já dá conta de travar todos os movimentos
possíveis da viga, porém além dele temos
um apoio móvel que também dá mais vinculações a viga.
Neste caso a estrutura é chamada
de
hiperestática
.
Como o objetivo é projetar
algo que se mantém em equilíbrio estático e
na estrutura 2 claramente há movimentações
não poderemos realizar o projeto dela.
Quando na estrutura faltar
vinculações chamamos ela de
hipostática
.
Treliça vinculada e com as reações de apoio
Cargas concentradas e distribuídas
Situação distribuída x situação concentrada
Temos dois objetos diferentes sobre a
viga (representação a esquerda), os
dois pesam 30kN. Porém, possuem tamanhos
diferentes. À direita temos a melhor representação
possível para as situações à esquerda.
TRELIÇAS
Saber sobre os esforços
internos é fundamental para fazer
o projeto da estrutura.
Com esta informação consegue-se
saber quais as dimensões das
barras que podemos utilizar
Tração
é basicamente um
esforço que tende a alongar um
corpo e a
compressão
é o
efeito contrário.
A tração tem sinal positivo e
a compressão tem sinal negativo.
A treliça é um esquema
estrutural cuja tendência é apenas
de gerar em
suas barras esses
dois esforços apenas.
treliça para coberturas
treliça tanto para pilares como para
coberturas
Ponte treliçada
VIGAS ISOSTÁTICAS
Esforço cortante
Tende a cortar a seção de
uma estrutura qualquer.
Momento fletor
Quando existe a tendência do corpo
apresentar uma curvatura quando
submetido a um carregamento ortogonal
ao eixo da peça estudada.
Pode ser concentrado e/ou distribuído.
Efeito da flexão
A derivada do momento fletor
em relação ao comprimento
é igual ao esforço cortante.
A derivada do esforço cortante em relação
ao comprimento é igual ao carregamento.
TENSÃO X DEFORMAÇÃO
As tenções acontecem internamente
à estrutura. As tenções podem
ser de tração, compressão e cisalhamento.
FLAMBAGEM
A perda de estabilidade de uma barra
quando esta está sujeita a um
esforço de compressão relativamente grande.
Flambagem por flexão
Flambagem em relação a geometria da seção
Momento de inércia
Tensões de flexão em relação a dois eixos diferentes
FLEXÃO DE VIGAS
Detalhe da distribuição de tensão normal devido à
flexão
Flecha ou deformação máxima em vigas
TORÇÃO EM EIXO CIRCULAR
Este
fenômeno é produzido quando
aplicamos esforços de forma a torcer o objeto
Diferenciais de forças na seção circular
Tensões devido a torção na seção de um eixo cilindrico
Deformação por cisalhamento
