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Faculdade Doctum de João Monlevade EXERCÍCIO 1: Uma placa metálica, onde serão colocados equipamentos, está apoiada em 4 pilares de aço de seção circular vazada, conforme indicado. Cada pilar está apoiado em uma base quadrada (200mmx 200mm) de concreto. A tensão de escoamento do aço é 200 MPa e a tensão de ruptura do concreto é 30 MPa. Os equipamentos serão uniformemente distribuídos sobre a placa, de modo que a carga em cada pilar seja a mesma. Qual é o peso máximo de equipamentos que a estrutura suporta, em relação ao escoamento do aço ou à ruptura da base de concreto. Adote coeficiente de segurança igual a 1,5 para o aço e 2,5 para o concreto. RESPOSTA: a) P < 1.005,1 kN Dimensões em mm EXERCÍCIO 2: A coluna circular de concreto 3,0 m de comprimento e diâmetro de 30 cm é reforçada com 6 barras de aço de 16mm (5/8”) de diâmetro cada uma. Sabendo-se para esta coluna foi utilizado concreto com resistência à compressão de 30 MPa e módulo de elasticidade de 25 GPa e aço CA 50 (cujas propriedades devem ser pesquisadas pelo aluno). a) Verifique se a coluna resiste à força P de compressão de 1550 kN. b) Qual a máxima força axial que a coluna suporta. RESPOSTA: a) A coluna resiste (c = 19,5 MPa, a = 163,5 MPa); b) Máxima força axial = 2.388,4 kN P EXERCÍCIO 3: Uma coluna de aço (Eaço = 200 GPa) é usada para suportar as cargas simétricas dos dois pisos de um edifício, cujos detalhes estão ilustrados abaixo. Determine: a) O deslocamento vertical da extremidade A, se a carga P1 = 200 kN e P2 = 310 kN. b) O valor das cargas P1 e P2 se A se mover 3mm para baixo e B se mover 2,25 mm para baixo. Seção transversal da coluna (dimensões em mm) 12 300 19 19 262 RESPOSTA: a) = -1,76 mm; b) P1 = 303 kN; P2 = 606 kN Disciplina: RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS I Período: 5º Professor: JUSCELINA ROSIANE FERREIRA Curso: ENGENHARIA CIVIL EXERCÍCIOS PARA O SEMINÁRIO – 1ª ETAPA Placa onde serão colocados os equipamentos Detalhe da base de concreto d = 70 e = 10 Detalhe da seção transversal do pilar EXERCÍCIO 4: Verifique a segurança da ligação de uma barra de aço tracionada de uma treliça, indicada na figura abaixo, sujeita a uma carga de 720 kN. A ligação é constituída por dez parafusos de 19 mm (3/4”) de diâmetro conectando 2 perfis U Gerdau 254 x 29,76 kg/m junto a uma chapa de ligação. Dados: As informações relativas às dimensões do perfil U deverão ser pesquisadas pelo aluno nos catálogos de fabricante. Parafusos adotados: Parafusos de alta resistência aço ASTM A 325 (resistência ao corte = 300 MPa, resistência ao esmagamento e = 400 MPa); Aço dos perfis U e da chapa de ligação: ASTM A36; resistência de ruptura à tração = 400 MPa) Espessura da chapa de ligação = 20 mm; Verificações a serem feitas: Ruptura por cisalhamento dos parafusos; ok ( = 127,0 MPa < adm = 150 MPa) Tensão de esmagamento nos parafusos; ok ( = 96,5 MPa < e adm = 200 MPa) Ruptura por tração da chapa de Ligação [ok ( = 84,9 MPa < adm = 200 MPa)] e do perfil metálico [ok ( = 101,5 MPa < adm = 200 MPa)]; Espaçamentos mínimos dos pinos; ok Adote Fator de Segurança igual a 2 para todas as verificações de Resistência. EXERCÍCIO 5: Calcule a posição do centro de gravidade (CG) e o momento de inércia em relação aos eixos centróidais das figuras indicadas. Utilize o teorema dos eixos paralelos para cálculo do momento de inércia. Fale sobre o momento de inércia e explique a importância do seu cálculo x y 1 1 0 5 1 x = 1,61 cm, y = 5cm; Ix = 127,04 cm 4; Iy = 39,28 cm 4 Dimensões em cm x y 7 1 1 7 x = 2,11 cm; y = 4,89 cm; Ix =; Iy = 58,16 cm 4 x = 6,5 cm; y = 13,4 cm; Ix = 3983,88 cm 4; Iy = 589,75 cm 4 EXERCÍCIO 6: Calcular o valor da tensão de cisalhamento máxima e mínima nos trechos AB, BC e CD da barra ao lado submetida aos momentos torçores indicados. Respostas: AB,min = 15,07 MPa; AB,max = 15,07 MPa; BC,min = 96,46 MPa; BC,max = 48,23 MPa; CD,min = -102,45 MPa; CD,max =51,24MPa; EXERCÍCIO 7: Para a estrutura abaixo, calcule o valor da máxima tensão de cisalhamento e a seção onde ocorre: (medidas em m) RESPOSTA: max = AB = 29,3MPa Dados: EXERCÍCIO 8: Pesquisa sobre falha de materiais devido à fadiga e fluência
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