Tipos de Vínculos Estruturais

1. Tipos de Vínculos Estruturais

Os elementos estruturais são conectados ao seu entorno por ligações estruturais externas e conectados entre si por ligações estruturais internas. Os vínculos externos ou apoios são divididos em: apoio de primeiro gênero, apoio de segundo gênero, apoio de terceiro gênero, e essa classificação é baseada no número de restrições de movimento geradas pelo suporte, levando em consideração o sistema no espaço tridimensional.

1.1 Vínculos Estruturais Externos

O apoio de primeiro gênero tem capacidade de responder a um único esforço, vertical ou horizontal. O apoio de segundo gênero tem a capacidade de lidar com os tipos de esforços vertical e horizontal. O apoio de terceiro gênero é capaz de responder não apenas a esforços horizontais ou verticais, mas também a esforços de momentos nos elementos.

Apoio móvel

• Impede movimento na direção normal perpendicular) ao plano do apoio
• Permite movimento na direção paralela ao plano do apoio
• Permite rotação.

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Apoio fixo

• Impede movimento na direção normal ao plano do apoio
• Impede movimento na direção paralela ao plano do apoio
• Permite rotação.

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Engastamento

• Impede movimento na direção normal ao plano do apoio
• Impede movimento na direção paralela ao plano do apoio
• Impede rotação.

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1.2 Vínculos Estruturais internos

Os vínculos internos podem ser classificados como soldas ou rótulas. As soldas são continuidades estruturais, não permitem movimento em relação ao eixo z e permitem transferência de força. Rótula é uma articulação ou descontinuidade estrutural que permite o movimento em relação ao eixo z, mas não permite a transferência de forças.

Rótula

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2. Classificação das estruturas quanto ao número de vínculos

Estruturas compostas por elementos unidimensionais podem ser classificadas em hipostáticas, isostáticas e hiperestáticas de acordo com seus graus de liberdade e estática.

2.1 Estruturas Hipostáticas

Uma estrutura hipostática é aquela em que as restrições de movimento combinadas de seus suportes e ligações internas são insuficientes para manter seus elementos em equilíbrio estático sob forças e cargas externas. Como exemplo prático, é possível citar uma barra em cima de dois apoios de primeiro gênero ou ainda uma barra sobre um apoio do segundo gênero, algo comparável a uma gangorra ou uma balança de pratos.

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2.2 Estruturas Isostáticas

Uma estrutura isostática é aquela cujos apoios e ligações internas têm a soma de suas restrições de movimento suficiente para mantê-los em equilíbrio, e cujas respostas de apoio e ações internas podem ser encontradas pelas equações originais da estática. A viga é duplamente apoiada no segundo tipo de apoio e no primeiro tipo de apoio. É possível considerar que o suporte embutido pode ser feito a partir de uma haste fixada a um elemento de inércia muito maior que a sua, como uma coluna embutida em sua fundação, ou uma árvore com suas raízes embutidas no solo.

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2.3 Estruturas Hiperestáticas

Estruturas hiperestáticas são aquelas em que a soma das limitações de movimento de seus suportes e conexões internas é suficiente para mantê-las em estado de equilíbrio estático, ou seja, seus suportes e conexões apresentam um excedente ao equilíbrio estático, que passam a ser chamados de redundantes estáticos.

Para tais estruturas, a equação de equilíbrio estático por si só não é suficiente para calcular a força de reação do apoio e a força de, sendo necessários métodos matemáticos como método de força, método de deslocamento e processo de interseção.