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AULA 03 Força Normal (N) – essa força atua perpendicular a área. Força de cisalhamento ou cortante (Vc) – localiza-se no plano da área e é criada quando as cargas externas tendem a provocar o deslizamento das duas partes do corpo, uma sobre a outra. Momento de torção (T) – esse efeito é criado quando as cargas tendem a torcer uma parte do corpo em relação à outra. Momento fletor (M) – é provocado pelas cargas externas que tendem a fletir o corpo em relação ao eixo localizado no plano da área. Para que haja equilíbrio estático, em qualquer ponto que fizermos um “corte”, deverá haver um equilíbrio de forças e momentos. Suponha que Fy = 10N, Fx = 10N, Ray = 5N, Rax = 10N e Rb = 5N, e que a barra tenha 4 metros de comprimento. 𝑅𝑅𝑎𝑎𝑎𝑎 − 𝐹𝐹𝑎𝑎 + 𝑁𝑁 = 0 10 − 10 + 𝑁𝑁 = 0 𝑁𝑁 = 0 𝑅𝑅𝑎𝑎𝑎𝑎 − 𝐹𝐹𝑎𝑎 − 𝑉𝑉 = 0 5 − 10 − 𝑉𝑉 = 0 𝑉𝑉 = −5 𝑁𝑁 −𝑅𝑅𝑎𝑎𝑎𝑎 � 2 + 𝑀𝑀 = 0 −5 � 2 = −𝑀𝑀 𝑀𝑀 = 10 𝑁𝑁 � 𝑚𝑚 N: V: M: 𝑁𝑁 = 0 𝑉𝑉 + 𝑅𝑅𝑏𝑏 = 0 𝑉𝑉 + 5 = 0 𝑉𝑉 = −5 𝑁𝑁 −𝑀𝑀 + 𝑀𝑀𝑅𝑅𝑏𝑏 = 0 −𝑀𝑀 = −5 � 2 𝑀𝑀 = 10 𝑁𝑁 � 𝑚𝑚 N: V: M: A análise dos diagramas nos permitem analisar os pontos críticos da estrutura. Para as forças Normais temos que: Rax = 10N e Fx = -10N Para os momentos fletores: No diagrama do momento fletor, o positivo aponta para baixo. DICA: O gráfico do momento fletor é numericamente igual a área da força cortante. 10 N A análise dos diagramas nos permitem analisar os pontos críticos da estrutura. Para as forças cortantes temos que: Fy=-10N, Ray=5N e Rb=5N Para os momentos fletores: No diagrama do momento fletor, o positivo aponta para baixo. DICA: O gráfico do momento fletor é numericamente igual a área da força cortante. 5 N –5 N Construir o DM da viga abaixo: 𝑅𝑅𝑎𝑎 𝑅𝑅𝑏𝑏 Reações de apoio: Forças em Y: 𝑅𝑅𝑎𝑎 + 𝑅𝑅𝑏𝑏 − 12000 = 0 Momentos: 12000 � 4 − 𝑅𝑅𝑏𝑏 � 6 = 0 48000 = 6𝑅𝑅𝑏𝑏 𝑅𝑅𝑏𝑏 = 8000𝑁𝑁 𝑅𝑅𝑎𝑎 + 8000 − 12000 = 0 𝑅𝑅𝑎𝑎 = 4000𝑁𝑁 −𝑀𝑀𝑎𝑎 + 𝑀𝑀 = 0 −4𝑘𝑘 � 4 = −𝑀𝑀 𝑀𝑀 = 16𝑘𝑘 𝑁𝑁𝑚𝑚 8𝑘𝑘 4𝑘𝑘 16𝑘𝑘 𝑁𝑁𝑚𝑚 Diagrama da cortante Diagrama do momento fletor Com o diagrama de forças cortantes podemos determinar essas forças em qualquer secção da viga. Com os resultados das reações nos apoios anteriormente calculados podemos construir o diagrama (DQ) como a seguir: 20 N 6 N 12 N Desenhe os diagramas de cortantes e momento fletor, considere Q = 20KN/m 𝐹𝐹𝐹𝐹 = 20𝑘𝑘 � 10 = 200 𝑘𝑘𝑁𝑁 𝑅𝑅𝑎𝑎 = 100 𝑘𝑘𝑁𝑁 𝑅𝑅𝑏𝑏 = 100 𝑘𝑘𝑁𝑁 𝑅𝑅𝑎𝑎 𝐹𝐹𝐹𝐹′ 𝑀𝑀 𝑀𝑀: −𝑀𝑀𝑎𝑎 + 𝑀𝑀𝑞𝑞′ + 𝑀𝑀 = 0 −100𝑘𝑘 � 5 + (20𝑘𝑘 � 5) � 2,5 = −𝑀𝑀 −500𝑘𝑘 + 250𝑘𝑘 = −𝑀𝑀 𝑀𝑀 = 250𝑘𝑘 𝑁𝑁 � 𝑚𝑚 −100𝑘𝑘 +100𝑘𝑘 250𝑘𝑘 𝑁𝑁 � 𝑚𝑚 Diagrama cortante Diagrama fletor Desenhe os diagramas de cortantes e momento fletor, considere Q = 10KN/m 𝐹𝐹𝐹𝐹 = 10𝑘𝑘 � 4 = 40 𝑘𝑘𝑁𝑁 𝑅𝑅𝑎𝑎 + 𝑅𝑅𝑏𝑏 − 𝐹𝐹𝐹𝐹 = 0 𝑀𝑀𝑏𝑏 −𝑀𝑀𝐹𝐹𝐹𝐹 = 0 𝑅𝑅𝑎𝑎 + 𝑅𝑅𝑏𝑏 − 40𝑘𝑘 = 0 𝑅𝑅𝑎𝑎 = 40𝑘𝑘 − 𝑅𝑅𝑏𝑏 𝑅𝑅𝑏𝑏 � 8 − 40𝑘𝑘 � 6 = 0 𝑅𝑅𝑏𝑏 = 30𝑘𝑘 𝑅𝑅𝑎𝑎 = 40𝑘𝑘 − 30𝑘𝑘 = 10𝑘𝑘 𝑅𝑅𝑎𝑎 𝑀𝑀 𝐹𝐹𝐹𝐹′ 𝑁𝑁 𝑉𝑉6 𝑚𝑚 𝑉𝑉: 𝑅𝑅𝑎𝑎 − 𝐹𝐹𝐹𝐹′ − 𝑉𝑉 = 0 10𝑘𝑘 − 10𝑘𝑘 � 2 = 𝑉𝑉 V = −10𝑘𝑘 𝑀𝑀: −𝑀𝑀𝑎𝑎 + 𝑀𝑀𝑞𝑞 + 𝑀𝑀 = 0 −10𝑘𝑘 � 6 + 20𝑘𝑘 � 1 = −𝑀𝑀 −60𝑘𝑘 + 20𝑘𝑘 = −𝑀𝑀 𝑀𝑀 = 40𝑘𝑘 𝑁𝑁 � 𝑚𝑚 Desenhe os diagramas de cortantes e momento fletor, considere Q = 10KN/m 𝑅𝑅𝑏𝑏 = 30𝑘𝑘 𝑅𝑅𝑎𝑎 = 10𝑘𝑘 𝑅𝑅𝑎𝑎 𝑀𝑀 𝐹𝐹𝐹𝐹′ 𝑁𝑁 𝑉𝑉6 𝑚𝑚 V = −10𝑘𝑘 𝑀𝑀 = 40𝑘𝑘 𝑁𝑁 � 𝑚𝑚 −30𝑘𝑘 +10𝑘𝑘 40𝑘𝑘 𝑁𝑁 � 𝑚𝑚 Diagrama cortante Diagrama fletor Construa o DM do esquema abaixo Reações de apoio: 𝐴𝐴 − 𝐷𝐷 + 𝐵𝐵 − 𝐸𝐸 = 0 𝐴𝐴 − 2000 + 𝐵𝐵 − 8000 = 0 𝐴𝐴 = 10000 − 𝐵𝐵 Momentos: 𝐷𝐷 � 3 − 𝐵𝐵 � 4 + 𝐸𝐸 � 7 = 0 2000 � 3 − 𝐵𝐵 � 4 + 8000 � 7 = 0 −4𝐵𝐵 = −6000 − 56000 𝐵𝐵 = 15500 𝑁𝑁 ENTÃO: 𝑨𝑨 = 𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏 − 𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏 = −𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏𝟏 𝑵𝑵 TRECHO AD −𝐴𝐴 − 𝐷𝐷 + 𝑉𝑉 = 0 −5500 − 2000 + 𝑉𝑉 = 0 𝑉𝑉 = −7500 𝑁𝑁 −𝑀𝑀𝐴𝐴 + 𝑀𝑀 = 0 − 5500 � 3 = −𝑀𝑀 𝑀𝑀 = 16500 𝑁𝑁 � 𝑚𝑚 TRECHO AB −5500 � 4 + 2000 � 1 + 𝑀𝑀 = 0 𝑀𝑀 = 20000 𝑁𝑁 � 𝑚𝑚 −𝑀𝑀𝐴𝐴 + 𝑀𝑀𝐷𝐷 + 𝑀𝑀 = 0 TRECHO AE −5500 � 7 − 2000 � 4 + 15500 � 3 + 𝑀𝑀 = 0 𝑀𝑀 = 0 𝑁𝑁 � 𝑚𝑚 −𝑀𝑀𝐴𝐴 −𝑀𝑀𝐷𝐷 + 𝑀𝑀𝐵𝐵 + 𝑀𝑀 = 0 Construa o DM do esquema abaixo 𝐵𝐵 = 15500 𝑁𝑁 TRECHO AD 𝑉𝑉 = −7500 𝑁𝑁 𝑀𝑀 = 16500 𝑁𝑁 � 𝑚𝑚 TRECHO AB 𝑀𝑀 = 20000 𝑁𝑁 � 𝑚𝑚 TRECHO AE 𝑀𝑀 = 0 𝑁𝑁 � 𝑚𝑚 A = −5500 𝑁𝑁 Momentos: −5500 8000 Diagrama cortante Diagrama fletor −7500 16500 20000 Faça os diagramas da cortante e do momento fletor para a viga abaixo: Diagrama cortante Diagrama fletor Resistência dos Materiais Avançado Tipos de Cargas Tipos de Momentos Exemplo Exemplo Exemplo Exemplo Número do slide 8 Número do slide 9 Número do slide 10 Número do slide 11 Número do slide 12 Número do slide 13 Número do slide 14