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1 VIGAS ISOSTÁTICAS - REAÇÕES Prof. Ralf Klein, M.Eng. Vigas - CONCEITO � Vigas – Barras horizontais submetidas a carregamentos transversais ao seu eixo. � Modelo estrutural: barra, apoios, carregamentos Viga (Rebello, 2003). FU R B R M P ro f. R al f Kl ei n Vigas - APOIOS � Apoio móvel, apoio simples, apoio do 1º gênero, rolete. � Restringe apenas 1 translação. � Reação tem direção ⊥ ao plano de rolamento. Apoios móveis (Pfeil, 1988). FU R B R M P ro f. R al f Kl ei n 2 Vigas - APOIOS � Apoio móvel, apoio simples, apoio do 1º gênero, rolete. Apoios móveis (DNIT, 2004). FU R B R M P ro f. R al f Kl ei n Vigas - APOIOS � Aparelhos de apoio elastoméricos. � Permitem pequenos deslocamentos horizontais. � Permitem pequenas rotações. Apoios elastoméricos (Pfeil, 1988). FU R B R M P ro f. R al f Kl ei n Vigas - APOIOS � Aparelhos de apoio elastoméricos. Aparelho de apoio elastomérico entre a viga e o console. FU R B R M P ro f. R al f Kl ei n 3 Vigas - APOIOS � Apoio fixo, articulação, apoio do 2º gênero, rótula. � Impede as 2 translações no plano. � Direção da reação é indeterminada, são usualmente determinadas a componente vertical e a horizontal. Rótula de concreto (articulação Freyssinet) Rótula metálica FU R B R M P ro f. R al f Kl ei n Vigas - APOIOS � Apoio fixo, articulação, apoio do 2º gênero, rótula. Articulação metálica Ginásio de esportes de Barueri, SP FU R B R M P ro f. R al f Kl ei n Vigas - APOIOS � Apoio fixo, articulação, apoio do 2º gênero, rótula. Articulação metálica FU R B R M P ro f. R al f Kl ei n 4 Vigas - APOIOS � Aparelhos de apoio metálicos. Aparelho de apoio metálico (Profip, 2008) FU R B R M P ro f. R al f Kl ei n Vigas - APOIOS Viga do edifício do MASP suportada por um apoio tipo pêndulo e uma articulação Freyssinet (Vasconcelos, 1992). FU R B R M P ro f. R al f Kl ei n Vigas - APOIOS � Engaste, apoio do 3º gênero. � Impede qualquer movimento: 2 translações e a rotação. � Dá origem a 3 reações: força vertical, força horizontal e momento. Viga em balanço (ABC) FU R B R M P ro f. R al f Kl ei n 5 Vigas - APOIOS � Engaste, apoio do 3º gênero. FU R B R M P ro f. R al f Kl ei n Vigas - APOIOS � Engaste, apoio do 3º gênero. FU R B R M P ro f. R al f Kl ei n Vigas - APOIOS � Engaste, apoio do 3º gênero. � Teatro de arena do parque Villa-Lobos, São Paulo, SP FU R B R M P ro f. R al f Kl ei n 6 Vigas - CARREGAMENTOS � Cargas concentradas – São forças ou pressões aplicadas a uma estrutura através de uma área de contato pequena o suficiente para ser considerada pontual, quando comparada com as demais dimensões da peça. Unidades: kN, kgf, etc. FU R B R M P ro f. R al f Kl ei n Vigas - CARREGAMENTOS � Cargas distribuídas – São forças ou pressões aplicadas a uma estrutura através de uma área de contato relativamente grande, quando comparada com as demais dimensões da peça. Unidades: kN/m2, kgf/m2, etc. Unidades: kN/m, kgf/m, etc.FU R B R M P ro f. R al f Kl ei n Vigas - CARREGAMENTOS � Cargas uniformemente distribuídas FU R B R M P ro f. R al f Kl ei n 7 Vigas - CARREGAMENTOS � Cargas uniformemente variáveis FU R B R M P ro f. R al f Kl ei n Vigas - CLASSIFICAÇÃO � De acordo com o tipo de suporte Viga simplesmente apoiada Viga simples bi-engastada Viga em balanço Viga simples com uma extremidade engastada e outra simplesmente apoiada Viga com balanço nas extremidades Viga contínua FU R B R M P ro f. R al f Kl ei n Vigas – CÁLCULO das REAÇÕES Cálculo das reações em vigas isostáticas: 1) Solução básica: � Diagrama de corpo livre. � Equações de equilíbrio da mecânica / estática. 2) Solução alternativa: � Diagrama de corpo livre. � Mesmos fundamentos teóricos. � Prática da Engenharia / Arquitetura. � Verificação simultânea dos resultados. FU R B R M P ro f. R al f Kl ei n 8 Vigas – CÁLCULO das REAÇÕES SOLUÇÃO BÁSICA � Desenhar o diagrama de corpo livre: � Esquema diagramático do elemento. � Aplicar todas as forças externas, incluindo as reações de apoio. � Associar ao modelo estrutural um sistema cartesiano de referência. � Aplicar as equações de equilíbrio da mecânica / estática: � ΣFh = 0 � ΣFv = 0 � ΣMo = 0 FU R B R M P ro f. R al f Kl ei n Vigas – CÁLCULO das REAÇÕES � Exemplo: determinar as reações nos apoios da viga da figura abaixo. FU R B R M P ro f. R al f Kl ei n Vigas – CÁLCULO das REAÇÕES � Exemplo: determinar as reações nos apoios das vigas DE e AC da figura abaixo. F FU R B R M P ro f. R al f Kl ei n 9 Vigas – REFERÊNCIAS � ABCP, Associação Brasileira de Cimento Portland. Cimento hoje, nº 44. Informativo da ABCP, 2003. � DNIT, Departamento Nacional de Infra-estrutura de Transportes. Manual para inspeção de pontes rodoviárias, 2ª ed. Rio de Janeiro, 2004. � MASUERO, J.R., CREUS, G.J. Introdução à mecânica estrutural, 1ª edição. Porto Alegre: Editora da Universidade / UFRGS, 1977. � PFEIL, Walter. Pontes em concreto armado: meso-estrutura, infra- estrutura, apoios, vol. 2, 4° ed. Rio de Janeiro: LTC, 1988. � POPOV, Egor Paul. Introdução à mecânica dos sólidos. São Paulo: Blücher, 1978. � TIMOSHENKO, S., YOUNG, D.H. Mecânica técnica - estática. Rio de Janeiro: LTC, 1973. � VASCONCELOS, Augusto Carlos de. O concreto no Brasil: recordes, realizações, história, vol.1, 2ª ed. São Paulo: Pini, 1992. FU R B R M P ro f. R al f Kl ei n
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