Masuero Introducao_a_Mecanica_Estrutural

SUMÁRIO 
 
 
PREFÁCIO - COMENTÁRIO DOS AUTORES.......................................11 
 
CAPÍTULO 1 - EQUILÍBRIO ...................................................................15 
1. FORÇAS, RESULTANTES E DECOMPOSIÇÃO DE FORÇAS....15 
2. FORÇAS ESTATICAMENTE EQUIVALENTES 
 MOMENTO DE UMA FORÇA ........................................................17 
3. CARGAS EM UMA ESTRUTURA ..................................................19 
3.1. Cargas Concentradas ..........................................................19 
3.2. Cargas Distribuídas .............................................................19 
3.3. Momentos ou Binários .........................................................22 
4. MOVIMENTOS DE CORPO RÍGIDO 
 E EQUAÇÕES DE EQUILÍBRIO ....................................................23 
5. VÍNCULOS......................................................................................25 
6. ESTATICIDADE DE UMA ESTRUTURA .......................................29 
6.1. Estrutura hipostática ou mecanismo....................................29 
6.2. Estrutura isostática ou estáticamente determinada.............29 
6.3. Estrutura hiperestática ou estaticamente indeterminada ....30 
7. DIAGRAMA DE CORPO LIVRE.....................................................34 
EXEMPLO 1 - Forças no braço de uma empilhadeira .....................37 
EXEMPLO 2 - Forças no braço de uma retroescavadeira ...............39 
EXEMPLO 3 - Equilíbrio de forças em relação ao momento.............41 
EXEMPLO 4 - Equilíbrio de forças em cabo e roldana .....................41 
EXEMPLO 5 - Equilíbrio de forças no espaço em um sarrilho ..........42 
EXEMPLO 6 - Reaçoes de vigas no plano .....................................44 
EXEMPLO 7 - Equilíbrio no espaço em uma tampa circular e cabo...45 
EXEMPLO 8 - Dispositivo para amplificação de forças ....................46 
EXEMPLO 9 - Pórtico plano com cargas e barras inclinadas............. 48 
EXEMPLO 10 - Pórtico plano com vínculos inclinados ....................50 
 
CAPÍTULO 2 - SOLICITAÇÕES .............................................................53 
1. ESFORÇOS OU SOLICITAÇÕES .................................................53 
1.1. Esforço normal - N ...............................................................56 
1.2. Esforço cortante ou de cisalhamento - Vx ou Vy.................56 
1.3. Momento torçor - Mt ou T ...................................................57 
1.4. Momento fletor - My ou Mz ..................................................57 
2. DIAGRAMAS DE SOLICITAÇÕES ................................................58 
2.1. Método das equações..........................................................58 
2.2. Relações entre q, V e M ......................................................60 
2.3. Método das áreas ................................................................62 
2.4. Método da análise da carga.................................................63 
2.5. Aplicação do método da análise da carga...........................65 
3. SISTEMAS ESTRUTURAIS ...........................................................69 
3.1. Viga ......................................................................................69 
3.2. Pórtico plano ........................................................................69 
6 Sumário 
3.3. Grelha ..................................................................................70 
3.4. Treliça plana.........................................................................70 
3.5. Treliça espacial ....................................................................70 
3.6. Pórtico espacial....................................................................70 
4. SOLICITAÇÕES EM TRELIÇAS PLANAS.....................................71 
5. SOLICITAÇÕES EM PÓRTICOS ESPACIAIS...............................74 
EXEMPLO 1 - Solicitações em uma seção - estrutura plana ...........76 
EXEMPLO 2 - Solicitações em uma seção - carga distribuída ..........77 
EXEMPLO 3 - Solicitações em uma seção - estrutura espacial ........78 
EXEMPLO 4 - Solicitações em uma treliça plana ...........................80 
EXEMPLO 5 - Diagramas de solicitações em um pórtico espacial ....82 
EXEMPLO 6 - Diagramas de solicitações - rótula interna c/ carga ....86 
EXEMPLO 7 - Diagramas de solicitações em barras curvas.............90 
EXEMPLO 8 - Diagramas de solicitações em arco parabólico ..........95 
EXEMPLO 9 - Integração de carga para obtenção de solicitações....97 
 
CAPÍTULO 3 - PROPRIEDADES GEOMÉTRICAS DAS SEÇÕES.......99 
1. INTRODUÇÃO................................................................................99 
2. ÁREA ............................................................................................100 
3. MOMENTO ESTÁTICO AXIAL OU DE PRIMEIRA ORDEM .......100 
4. CENTRO DE GRAVIDADE OU BARICENTRO ...........................101 
5. PRODUTO DE INÉRCIA ..............................................................105 
6. MOMENTO DE INÉRCIA AXIAL E 
 MOMENTO DE INÉRCIA POLAR ................................................106 
6.1. Raio de Giração .................................................................107 
6.2. Teorema dos eixos paralelos ou teorema de Steiner........107 
7. EIXOS E MOMENTOS PRINCIPAIS DE INÉRCIA......................108 
EXEMPLO 1..............................................................................110 
 
CAPÍTULO 4 - TENSÕES E DEFORMAÇÕES ....................................113 
1. RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS.................................................113 
2. TENSÕES.....................................................................................113 
3. TENSÃO NORMAL.......................................................................116 
4. TENSÃO TANGENCIAL ...............................................................116 
5. DEFORMAÇÕES..........................................................................119 
6. DEFORMAÇÃO SOB TENSÃO NORMAL...................................120 
7. DEFORMAÇÃO DEVIDO A TENSÕES DE CORTE....................121 
8. PROPRIEDADES MECÂNICAS DOS MATERIAIS .....................122 
8.1. Ensaio de tração e compressão simples ...........................122 
8.2. Diagrama tensão deformação para materiais dúcteis .......124 
Comportamento elástico: .....................................................124 
Escoamento .........................................................................125 
Encruamento........................................................................125 
Estricção ..............................................................................125 
Mecânica Estrutural 7 
 
Tensão de Ruptura ..............................................................125 
Deformação permanente .....................................................126 
Comportamento em descarga .............................................126 
8.3. Diagrama tensão deformação para materiais frágeis........126 
8.4. Ensaio de Cisalhamento ....................................................127 
9. RELAÇÕES TENSÃO DEFORMAÇÃO .......................................127 
Lei de Hooke generalizada .......................................................127 
Estado Plano de Tensões.........................................................128 
Estado Plano de Deformações .................................................129 
10. TENSÕES NO ENTORNO DE UM PONTO...............................130 
11. CÍRCULO DE MOHR..................................................................132 
12. TEORIAS DE RESISTÊNCIA.....................................................138 
12.1. Teoria de Rankine............................................................139 
12.2. Teoria de Guest ...............................................................140 
12.3. Teoria de Saint Venant ....................................................141