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INTRODUÇÃO À ESTRUTURA PROFESSOR MSc. JOSÉ ANTONIO FARIAS COELHO AULA 14 REAÇÕES NOS APOIOS DE VIGAS EM BALANÇO E DE PÓRTICOS Cálculo de reações nos apoios de vigas em balanço isostáticas • Para a viga em balanço estar em equilíbrio estático é condição necessária que ele não se desloque na horizontal (𝛴𝐹𝑥 = 0), não se desloque na vertical (𝛴𝐹𝑦 = 0) e nem gire (𝛴𝑀 = 0); • As vigas em balanço isostáticas (engastadas livres) apresentam um apoio engastado, que apresentará uma reação horizontal, uma reação vertical e de momento; • Nas vigas em balanço isostáticas podem agir cargas concentradas, cargas distribuídas e momentos concentrados. AULA 15 - REAÇÕES NOS APOIOS DE VIGAS EM BALANÇO E DE PÓRTICOS Exemplo 01 𝛴𝐹𝑥 = 0 𝐻𝐴 − 20 = 0 𝐻𝐴 = 20𝑘𝑁 → 𝛴𝐹𝑦 = 0 𝑉𝐴 − 20 = 0 𝑉𝐴 = 20𝑘𝑁 ↑ 𝛴𝑀𝐴 = 0 𝑀𝐴 − 20𝑥4 − 20𝑥2 = 0 𝑀𝐴 − 80 − 40 = 0 𝑀𝐴 − 120 = 0 𝑀𝐴 = 120𝑘𝑁𝑚 (𝑎𝑛𝑡𝑖 − ℎ𝑜𝑟á𝑟𝑖𝑜) AULA 15 - REAÇÕES NOS APOIOS DE VIGAS EM BALANÇO E DE PÓRTICOS Exemplo 02 𝛴𝐹𝑥 = 0 𝐻𝐶 = 0 𝛴𝐹𝑦 = 0 𝑉𝐷 − 20𝑥2 = 0 𝑉𝐷 − 40 = 0 𝑉𝐷 = 40𝑘𝑁 ↑ 𝛴𝑀𝐶 = 0 −𝑀𝐶 + 20𝑥2𝑥3 = 0 −𝑀𝐶 + 120 = 0 −𝑀𝐶 = −120 𝑀𝐶 = 120𝑘𝑁𝑚 (ℎ𝑜𝑟á𝑟𝑖𝑜) AULA 15 - REAÇÕES NOS APOIOS DE VIGAS EM BALANÇO E DE PÓRTICOS Exemplo 03 𝛴𝐹𝑥 = 0 𝐻𝐴 = 0 𝛴𝐹𝑦 = 0 𝑉𝐴 − 20𝑥2 + (20𝑥2) = 0 𝑉𝐴 − 40 + 40 = 0 𝑉𝐴 = 0 𝛴𝑀𝐴 = 0 𝑀𝐴 − 20𝑥2𝑥1 + (20𝑥2𝑥3) = 0 𝑀𝐴 − 40 + 120 = 0 𝑀𝐴 = −80 𝑀𝐴 = 80𝑘𝑁𝑚 (ℎ𝑜𝑟á𝑟𝑖𝑜) AULA 15 - REAÇÕES NOS APOIOS DE VIGAS EM BALANÇO E DE PÓRTICOS Exemplo 04 𝛴𝐹𝑥 = 0 𝐻𝐴 = 0 𝛴𝐹𝑦 = 0 𝑉𝐴 = 0 𝛴𝑀𝐴 = 0 𝑀𝐴 − 40 = 0 𝑀𝐴 = 40𝑘𝑁𝑚 (𝑎𝑛𝑡𝑖 − ℎ𝑜𝑟á𝑟𝑖𝑜) AULA 15 - REAÇÕES NOS APOIOS DE VIGAS EM BALANÇO E DE PÓRTICOS Exemplo 05 𝛴𝐹𝑥 = 0 𝐻𝐴 − 10 = 0 𝐻𝐴 = 10𝑘𝑁 → 𝛴𝐹𝑦 = 0 𝑉𝐴 − 20 = 0 𝑉𝐴 = 20𝑘𝑁 ↑ 𝛴𝑀𝐶 = 0 𝑀𝐶 − 60 + 20𝑥4 − (10𝑥2) = 0 𝑀𝐶 − 60 + 80 − 20 = 0 𝑀𝐴 = 0 AULA 15 - REAÇÕES NOS APOIOS DE VIGAS EM BALANÇO E DE PÓRTICOS Cálculo de reações nos apoios de pórticos • Para a viga em balanço estar em equilíbrio estático é condição necessária que ele não se desloque na horizontal (𝛴𝐹𝑥 = 0), não se desloque na vertical (𝛴𝐹𝑦 = 0) e nem gire (𝛴𝑀 = 0); • Os pórticos são conjuntos de pilares e vigas com nós fixos. Os pórticos isostáticos apresentam um apoio articulado móvel (uma reação vertical) e um apoio articulado fixo (uma reação vertical e uma reação horizontal); • Nas vigas em balanço isostáticas podem agir cargas concentradas, cargas distribuídas e momentos concentrados. AULA 15 - REAÇÕES NOS APOIOS DE VIGAS EM BALANÇO E DE PÓRTICOS Exemplo 06 𝛴𝐹𝑥 = 0 𝐻𝐷 = 0 𝛴𝐹𝑦 = 0 𝑉𝐷 + 𝑉𝐸 − 80 = 0 𝑉𝐷 + 𝑉𝐸 = 80𝑘𝑁 𝛴𝑀𝐷 = 0 (𝑉𝐸𝑥4) − (80𝑥2) = 0 𝑉𝐸𝑥4 − 160 = 0 ∴ 𝑉𝐸𝑥4 = 160 𝑉𝐸 = 160 4 ∴ 𝑉𝐸 = 40𝑘𝑁 ↑ 𝑉𝐷 + 40 = 80 𝑉𝐷 = 40𝑘𝑁 ↑ AULA 15 - REAÇÕES NOS APOIOS DE VIGAS EM BALANÇO E DE PÓRTICOS Exemplo 07 𝛴𝐹𝑥 = 0 ∴ −𝐻𝐷 + 40 = 0 −𝐻𝐷 = −40 ∴ 𝐻𝐷 = 40𝑘𝑁 ← 𝛴𝐹𝑦 = 0 𝑉𝐷 + 𝑉𝐸 − 80 = 0 𝑉𝐷 + 𝑉𝐸 = 80𝑘𝑁 𝛴𝑀𝐷 = 0 𝑉𝐸𝑥4 − 80𝑥2 − (40𝑥2) = 0 𝑉𝐸𝑥4 − 160 − 80 = 0 ∴ 𝑉𝐸𝑥4 = 240 𝑉𝐸 = 240 4 ∴ 𝑉𝐸 = 60𝑘𝑁 ↑ 𝑉𝐷 + 60 = 80 𝑉𝐷 = 20𝑘𝑁 ↑ AULA 15 - REAÇÕES NOS APOIOS DE VIGAS EM BALANÇO E DE PÓRTICOS Exemplo 08 𝛴𝐹𝑥 = 0 ∴ −𝐻𝐷 + (20𝑥2) = 0 −𝐻𝐷 = −40 ∴ 𝐻𝐷 = 40𝑘𝑁 ← 𝛴𝐹𝑦 = 0 𝑉𝐶 + 𝑉𝐷 − (20𝑥4) = 0 𝑉𝐶 + 𝑉𝐷 = 80𝑘𝑁 𝛴𝑀𝐷 = 0 − 𝑉𝐶𝑥4 − 20𝑥2𝑥1 + (20𝑥4𝑥2) = 0 −𝑉𝐶𝑥4 − 40 + 160 = 0 ∴ 𝑉𝐶𝑥4 = 120 𝑉𝐶 = 120 4 ∴ 𝑉𝐶 = 30𝑘𝑁 ↑ 30 + 𝑉𝐷 = 80 𝑉𝐷 = 50𝑘𝑁 ↑ AULA 15 - REAÇÕES NOS APOIOS DE VIGAS EM BALANÇO E DE PÓRTICOS Exemplo 09 𝛴𝐹𝑥 = 0 𝐻𝐶 = 0 𝛴𝐹𝑦 = 0 𝑉𝐶 + 𝑉𝐷 = 0 𝛴𝑀𝐷 = 0 − 𝑉𝐶𝑥4 − 120 = 0 −𝑉𝐶𝑥4 = 120 𝑉𝐶 = − 120 4 ∴ 𝑉𝐶 = −30 ∴ 𝑉𝐶 = 30𝑘𝑁 ↓ −30 + 𝑉𝐷 = 0 𝑉𝐷 = 30𝑘𝑁 ↑ AULA 15 - REAÇÕES NOS APOIOS DE VIGAS EM BALANÇO E DE PÓRTICOS Exercício 01 Calcule as reações de apoio da estrutura isostática a seguir: AULA 15 - REAÇÕES NOS APOIOS DE VIGAS EM BALANÇO E DE PÓRTICOS Exercício 02 Calcule as reações de apoio da estrutura isostática a seguir: AULA 15 - REAÇÕES NOS APOIOS DE VIGAS EM BALANÇO E DE PÓRTICOS Exercício 03 Calcule as reações de apoio da estrutura isostática a seguir: AULA 15 - REAÇÕES NOS APOIOS DE VIGAS EM BALANÇO E DE PÓRTICOS Reflexão O cálculo das reações nos apoios das estruturas isostáticas não analisa o comportamento dos esforços internamente nos elementos. Isso pode ser comprovado quando verificamos que o resultado dos cálculos feitos até agora não dependem da forma desses elementos. Esse é o próximo passo importante do cálculo estrutural, que definirá quais partes de cada elemento estão sendo mais solicitadas. AULA 15 - REAÇÕES NOS APOIOS DE VIGAS EM BALANÇO E DE PÓRTICOS Material de apoio • HIBBELER C.H. Análise das Estruturas. Editora Pearson. 2013. Páginas 24 a 56; • HIBBELER, C.H. Estática. Editora Pearson. 2011. Páginas 158 a 163; • https://www.youtube.com/watch?v=tS_1NQfXng8 • https://www.youtube.com/watch?v=Rep7__n1pzg • https://www.youtube.com/watch?v=kY1GAKri9vU AULA 15 - REAÇÕES NOS APOIOS DE VIGAS EM BALANÇO E DE PÓRTICOS https://www.youtube.com/watch?v=tS_1NQfXng8 https://www.youtube.com/watch?v=Rep7__n1pzg https://www.youtube.com/watch?v=kY1GAKri9vU
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