RESISTENCIA DOS MATERIAIS-Atividade 2

Prévia do material em texto

Embora vigas prismáticas sejam muito utilizadas em diversas aplicações práticas este tipo de construção de vigas é em geral superdimensionado na maior parte de sua extensão. Cabe aos engenheiros e projetistas otimizarem o projeto de vigas a fim de conseguir vigas menores/mais leves isto é com menos material. Um método de otimização de vigas é o projeto de vigas totalmente solicitadas.
Observe a seguir as afirmações sobre vigas totalmente solicitadas:
I. Vigas totalmente solicitadas em geral apresentam seção transversal variável.
II. Vigas totalmente solicitadas apresentam apenas em suas extremidades valores de tensão de flexão máximo admissíveis.
III. Vigas totalmente solicitadas apresentam métodos simples de resolução.
IV. Vigas totalmente solicitadas podem ser projetadas utilizando apenas a fórmula da flexão.
É correto o que se afirma em:
a.
I e II apenas
b.
I e IV apenas
c.
III e IV apenas
d.
I apenas
Resposta correta. A alternativa está correta. Vigas totalmente solicitadas são projetadas de modo a apresentar em todo seu comprimento valores máximos admissíveis de tensão de flexão, deste modo como temos diferentes valores de tensão admissível ao longo da viga teremos uma seção transversal também variável. É importante lembrar que vigas totalmente solicitadas exigem métodos de solução mais refinados e complexos. Embora vigas totalmente solicitadas sejam projetadas para atender a tensão de flexão máxima admissível é importante garantir que a viga seja capaz de resistir também a tensões cisalhante.
e.
II apenas
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A resposta correta é: I apenas
Questão 2
Correto
Atingiu 1,00 de 1,00
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Texto da questão
O método da superposição é um método amplamente utilizado em resistência dos materiais a fim de obter diversas informações a respeito de uma viga/estrutura. Em geral este método é amplamente utilizado quando temos uma estrutura submetida a diversas cargas atuando simultaneamente.
Em relação ao método da superposição assinale a alternativa correta.
a.
O método parte do princípio que a deflexão total causada por duas cargas é igual ao produto da deflexão de uma carga pela deflexão da outra carga.
b.
O método consiste em separar as cargas atuando em uma viga e avaliá-las através da soma dos efeitos individuais os quais encontram-se na literatura.
Resposta correta. A alternativa está correta. A alternativa está correta, o método da superposição parte do pressuposto que a deflexão total causada por duas cargas é igual a soma algébrica da deflexão de cada carga, deste modo ao avaliarmos uma viga submetida a diversas cargas, podemos separar estas cargas e avaliar seus efeitos separadamente através de tabelas presentes na literatura e após somar algebricamente as deflexões a fim de obter uma deflexão total.
c.
Através do método é possível de prever apenas a inclinação de uma viga submetida a esforços.
d.
Através do método é possível determinar a inclinação e o deslocamento em um ponto de uma viga, desde que apenas uma carga seja aplicada.
e.
O método consiste em calcular de forma iterativa todos os carregamentos atuando em uma viga, sobrepondo um ao outro.
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A resposta correta é: O método consiste em separar as cargas atuando em uma viga e avaliá-las através da soma dos efeitos individuais os quais encontram-se na literatura.
Questão 3
Correto
Atingiu 1,00 de 1,00
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Texto da questão
Um elemento de união de aço A-36 é utilizado em uma máquina de estampagem, este elemento tem seção quadrada de 12,25 mm e 375 mm de comprimento e é preso por pinos em ambas extremidades. Como a máquina de estampagem tem cargas ajustáveis, deseja-se determinar qual será a máxima carga que este elemento pode suportar.
Assinale a alternativa que apresenta qual a carga F este elemento pode suportar, caso consideremos um coeficiente de segurança de 2 (FS=2).
 
a.
Entre 14 e 13 kN.
Resposta correta. A alternativa está correta. Neste caso como temos um elemento de seção quadrada os momentos de inércia em torno do eixo x e do eixo y serão iguais (=0,18766 m4
sendo a o lado da seção transversal), deste modo podemos utilizar a equação da flambagem (=26,34kN) para determinar a carga crítica no elemento, conhecendo esta carga basta dividi-la pelo fator de segurança para obter qual a carga que o elemento pode suportar de acordo com o projeto. É importante também avaliar se este elemento não sofrerá escoamento, neste caso a tensão crítica () é inferior a tensão de escoamento () e portanto não haverá problemas.
b.
Maior que 16 kN.
c.
Entre 16 e 15 kN.
d.
Entre 15 e 14 kN.
e.
Menor que 13 kN.
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A resposta correta é: Entre 14 e 13 kN.
Questão 4
Correto
Atingiu 1,00 de 1,00
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Texto da questão
Na engenharia quando estamos tratando de eixos/vigas estruturas de modo geral onde o número de reações desconhecidas é superior ao número de equações de equilíbrio, falamos que este elemento é estaticamente indeterminado. Um exemplo simples de uma viga estaticamente indeterminada é uma viga engastada em suas duas extremidades e sujeita a uma carga distribuída.
Analise as afirmativas e assinale V para a(s) afirmativa(s) verdadeira(s) e F para  a(s) afirmativa(s) falsas(s)
I.  As reações adicionais necessárias para manter um elemento em equilíbrio estável denomina-se reações redundantes.
II.  O Grau de indeterminação equivale ao número de reações redundantes em uma viga.
III.  Existem apenas dois métodos que podem ser utilizados para determinar as reações redundantes.
IV.  É possível determinar as reações redundantes através do método da superposição e do método dos momentos de área.
 
a.
F, F, V, V
b.
V, V, F, F
c.
F, V, F, V
Resposta correta. A alternativa está correta. Muitas vezes tratamos com vigas e eixos que apresentam mais reações desconhecidas do que equações de equilíbrio, sendo que as reações adicionais (não necessárias para manter a estrutura em equilíbrio) são denominadas de reações redundantes, estas mesmas reações ditam o grau de indeterminação de uma viga ou eixo. A fim de determinar estas reações podemos utilizar três métodos: o método da integração, o método dos momentos de área e o método da superposição.
d.
V, V, F, V
e.
V, F, V, F
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A resposta correta é: F, V, F, V
Questão 5
Correto
Atingiu 1,00 de 1,00
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Texto da questão
Uma marquise é suportada por 3 vigas de aço de seção quadrada que recebem o mesmo carregamento, as vigas A e B estão engastadas no chão enquanto a viga C é suportada por pinos. Na extremidade superior temos que: a viga A é engastada; as vigas B e C estão acopladas por pinos. Deseja-se saber qual das vigas é mais suscetível a flambagem.
Assinale a alternativa que apresenta a(s) viga(s) mais suscetível(is) a flambagem.
Fonte: elaborado pelo autor.
 
a.
Vigas B e C
b.
Viga B
c.
Viga C
Resposta correta. A alternativa está correta. A resolução deste problema pode ser feito inteiramente de maneira observativa, através da análise da equação da flambagem e do valor do fator de comprimento equivalente. Como todas as vigas apresentam as mesmas dimensões e suportam a mesma carga, a única diferença são os apoios em cada uma, temos que o único fator que influenciará a carga crítica das colunas antes da flambagem é o fator K. Deste modo temos que quanto maior for o K menor será a carga crítica. Para as vigas avaliadas a que apresenta o maior valor de K é a viga C, a qual é suportada por dois pinos e apresenta K=1.
d.
Viga A
e.
Vigas A e B
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A resposta correta é: Viga C
Questão 6
Correto
Atingiu 1,00 de 1,00
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Texto da questão
Quando se está projetando uma coluna, deve-se levar em consideração a flambagem. Tendo isso em mente, é importante saber determinar o modo como ela ocorre e quais são os parâmetros envolvidos para evitá-la. Avalie as afirmações a seguir sobre flambagem em colunas:
I. Qualquer carga adicional à carga crítica não provocará flambagem de uma coluna.
II. A carga axial máxima que uma coluna pode suportar quando está para sofrer flambagem é denominada carga crítica.
III. A flambagem nada mais é doque uma deflexão lateral devido à esforços axiais aplicados em elementos estruturais compridos e esbeltos.
IV. Para cálculo de uma coluna ideal, considera-se que a mesma é perfeitamente reta antes da aplicação da carga, feita de material homogêneo e na qual a carga é aplicada no centróide da seção transversal.
São verdadeiras as afirmações:
 
a.
II,III e IV apenas
Resposta correta. A alternativa está correta. A carga crítica de flambagem refere-se a maior carga que a viga suporta antes de flambar, qualquer valor acima desta carga acarretará na flambagem da viga. A flambagem representa uma deflexão lateral em uma viga esbelta, isso fica evidente quando imaginamos uma régua flexível e tentamos comprimir suas extremidades, fazendo isso percebemos que ocorre uma deflexão lateral da régua. Uma coluna ideal é uma viga totalmente reta confeccionada com um material homogêneo e com a carga aplicada no centróide da sua seção transversal, deste modo temos que este, por ser um caso ideal, é dificilmente encontrado em aplicações práticas.
b.
II e III apenas
c.
I e II apenas
d.
I, II, III e IV apenas
e.
I e III apenas
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A resposta correta é: II,III e IV apenas
Questão 7
Correto
Atingiu 1,00 de 1,00
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Texto da questão
As vigas de aço encontradas comercialmente são confeccionadas em sua maioria através de processos de laminação a quente, sendo suas propriedades, dimensões e características tabeladas no manual do AISC (American Institute of Steel Construction). É extremamente importante para um engenheiro conhecer a correta nomenclatura de uma viga e seu significado.
Assinale a alternativa que apresenta a correta descrição do perfil ilustrado abaixo.
 
Fonte: elaborado pelo autor.
a.
C310x165x39
b.
W310x165
c.
C310x39
d.
W310x165x39
 
e.
W310x39
Resposta correta. A alternativa está correta. De acordo com o American Institute of Steel Construction cada perfil de viga apresenta uma nomenclatura característica: Perfil W, Perfil C, Perfil L. Sendo portanto a descrição de uma viga iniciando por uma letra que representa o tipo de perfil seguido de dois valores numéricos, o primeiro que representa a altura da viga e o segundo que representa qual o peso por metro linear de viga. 
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A resposta correta é: W310x39
Questão 8
Incorreto
Atingiu 0,00 de 1,00
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Texto da questão
O dia a dia de um engenheiro projetista é baseado no projeto de equipamentos e estruturas, é importante para estes profissionais utilizarem certos procedimentos de análise para padronizar e facilitar seu trabalho. Quando estamos tratando do projeto de vigas de madeira podemos separar este procedimento em 3 passos principais.
A respeito da análise de vigas assinale a alternativa que apresenta os 3 passos principais e na ordem correta.
a.
Determinar o momento fletor e força cortante média na viga; determinar se a viga resiste a tensão de flexão admissível e determinar se a viga resiste ao cisalhamento.
b.
Determinar o momento fletor e força cortante máximos; determinar se a viga resiste a tensão de flexão admissível e determinar se a viga resiste à torção.
c.
Determinar o momento fletor e a força cortante máximos; determinar se a viga resiste ao cisalhamento e determinar se a viga resiste a tensão de flexão admissível.
d.
Determinar se a viga resiste ao cisalhamento; determinar se a viga resiste a tensão de flexão admissível e determinar o momento fletor e a força cortante máximos.
Sua resposta está incorreta. A alternativa está incorreta. O primeiro passo deve ser determinar os pontos máximos tanto para o momento fletor como para a força cortante, visto que estes valores são utilizados nos passos seguintes, é importante ressaltar que o momento fletor e força cortante média não nos trazem informações relevantes no projeto de uma viga, visto que ela tende a falhar sempre nas regiões de máximos esforços. Lembre-se que dependendo da dimensão da viga e do material da mesma os interesses principais se alteram entre cisalhamento e tensão de flexão.
e.
Determinar o momento fletor e força cortante média na viga; determinar se a viga resiste ao cisalhamento e determinar se a viga resiste a tensão de flexão admissível.
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A resposta correta é: Determinar o momento fletor e a força cortante máximos; determinar se a viga resiste ao cisalhamento e determinar se a viga resiste a tensão de flexão admissível.
Questão 9
Correto
Atingiu 1,00 de 1,00
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Texto da questão
Uma Estrutura desmontável depende de uma coluna central com 5 metros de comprimento para suportar uma carga de 600 kN. Sabendo que esta coluna é construída com um perfil W200x100 de alumínio 6061-T6, e considerando que uma das extremidades está presa por pinos e outra engastada, determine o fator de segurança utilizado no projeto desta coluna em relação à flambagem.
 
a.
3,39
Resposta correta. A alternativa está correta, para a resolução deste problema, primeiro devemos consultar em tabelas os dados para o alumínio 6061, além das características do perfil W200x100, devemos determinar o valor de K igual a 0,7 neste caso devido a termos pinos em um lado e engastamento no outro. Após é necessário utilizar a fórmula de Euler (2031,7 kN) para determinar o valor da pressão crítica no material. Lembrando que a fórmula de Euler é válida quando temos . Como encontramos a pressão crítica e sabemos que , basta resolver esta equação e encontrar o fator de segurança utilizado.
b.
6,64
c.
1,65
d.
7,96
e.
29,49
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A resposta correta é: 3,39
Questão 10
Correto
Atingiu 1,00 de 1,00
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Texto da questão
A figura abaixo representa um esboço de uma estrutura que será utilizada para suportar duas cargas pontuais de 60 kN e 30 kN posicionadas conforme o desenho. Através do esboço deseja-se determinar qual viga de abas largas pode ser utilizada para atender os parâmetros de projeto (tensão de flexão admissível de 170 MPa e tensão de cisalhamento admissível de 95 MPa). Deseja-se ainda obter uma estrutura o mais leve possível.
Fonte: elaborado pelo autor.
Assinale a alternativa que apresenta a viga de abas largas que atende aos parâmetros de projeto e que tenha o menor peso possível.
a.
W 150x18
b.
W 310x33
c.
W 200x22
d.
W 250x28
Resposta correta. A alternativa está correta. O perfil mais leve que atende ao módulo de resistência à flexão da viga é o W250x28 (0,28 kN/m). Para determinar o perfil é necessário traçar os diagramas de esforço cortante e momento fletor, de onde tiramos informação como:  e , após é necessário determinar o módulo de resistência à flexão dado por: . Com o valor de Sreq podemos consultar a tabela de propriedades geométricas de perfis estruturais (apêndice B - Resistência dos materiais 7ed - Hibbeler) e selecionar a viga com menor peso por metro linear. Devemos ainda confirmar se o perfil atende a tensão de cisalhamento admissível através de:  como  o perfil atende todos requisitos.
e.
W 360x33
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A resposta correta é: W 250x28