Mecânica dos Sólidos Flambagem Devido a Carga Excêntrica em Colunas

Flambagem devido a carga excêntrica em colunas

TEORICO

Flambagem é a instabilidade repentina que ocorre em colunas ou elementos estruturais que suportam uma carga axial. A carga axial máxima que um elemento estrutural pode suportar imediatamente antes de ocorrer a flambagem é denominada carga crítica Pcr.

A coluna terá que suportar, as vezes, uma força que não atua no centro dela, mas sim na sua borda ou na cantoneira acoplada. A carga P é aplicada com uma pequena excentricidade e medida a partir do eixo da coluna. O carregamento excêntrico P é equivalente a uma carga centrada P e um conjugado M de momento e e é a distância desde a linha de força até o eixo longitudinal da coluna (Ma=Pe).

Imagem 1 livro pág 707.

Existe dois métodos alternativos para a solução desse problema, que são: Método da tensão admissível e o Método da interação

Método da tensão admissível

Baseia-se que a tensão admissível para uma coluna carregada excentricamente e a mesma se a coluna for carregada de forma centrada. Por isso tensão máxima tem que ser menor ou igual a tensão admissível, em que é a tensão admissível sob uma força centrada.

Fórmula (10.52) e Fórmula (10.53)

Normas de engenharia requerem que seja usado o maior valor do coeficiente de esbeltez da coluna para determinar a tensão admissível, independente de esse valor corresponder ou não ao plano em que ocorre a flexão.

Método da interação

A tensão admissível para uma coluna submetida a uma força centrada geralmente e menor do que a tensão admissível para uma coluna de flexão pura, pois a primeira leva em conta a possibilidade de flambagem. Então para o método de tenção admissível para uma coluna excentricamente, escrevemos que a soma das tensões provocadas pela força P centrada e pelo momento fletor M não deve ultrapassar a tensão admissível para uma coluna carregada de forma centrada.

Fórmula (10.54)

Substituindo a tensão admissível no primeiro e segundo termo. Temos:

Fórmula de interação (10.55)

Quando M=0, o uso dessa fórmula resulta em uma coluna de forma centrada. Quando o P=0 a fórmula resulta em uma viga em flexão pura. Quando P e M são diferentes de zero, a fórmula de interação resulta em um projeto que leva em conta a capacidade do elemento a resistir à flexão e também o carregamento axial centrado. Contudo será determinado usando o maior coeficiente de esbeltez da coluna independente do plano que ocorra a flexão.

Quando a força excêntrica P não é aplicada em um plano de simetria da coluna, ela provoca flexão em relação a ambos os eixos principais da seção transversal. A força P pode então ser substituída por uma força centrada P e dois momentos representados pelos momentos vetores Mx e My. A fórmula de interação a ser usada é:

Fórmula (10.56)

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