Estrutura Metalica

RESUMO

Baseado na proposta do programa de Atividade supervisionada apresentado pela universidade, nos foi proposto o desafio de desenhar o diagrama de corpo livre de cada elemento, trabalhar com os métodos dos “nós” e/ou das seções para obter as equações de equilíbrio, realizar o cálculo dos esforços em todos os elementos componentes da treliça, indicar a natureza dos esforços de cada um dos elementos (tração ou compressão) e realizar o estudo de algumas propriedades importantes dos materiais. A atividade buscou introduzir o aluno no estudo de estruturas metálicas simples, para que em um segundo momento, este possa realizar com autonomia técnica, projetos de estruturas mais complexas como: treliças planas e treliças sobre uma ponte.

INTRODUÇÃO

De forma a desenvolver a capacidade em detectar quais materiais selecionar, e quais cálculos realizar para treliças simples, a proposta pedagógica focou em desenvolver no grupo, a capacidade em lidar com a seleção de materiais e com os cálculos relacionados ao projeto de uma treliça metálica simples.

DESENVOLVIMENTO DO TRABALHO

ETAPA 1

Seguindo os passo propostos pela atividade percebemos que o principal fator para nossa compreensão do assunto é a identificação da natureza dos esforços para o projeto de uma estrutura metálica simples.

Para realizá-la, iremos seguir os passos propostos.

PASSO 1

Identifique na treliça simples abaixo, quais das barras estão sujeitas ao esforço de compressão quando duas forças são aplicadas, uma no ponto B e outra no ponto D. Justifique e faça um diagrama representando estas forças.

Figura 1

Treliça simples.

Nota: Realizamos esta atividade, em paralelo ao passo 2, abaixo, em conjunto com os

cálculos, e resumimos os esforços da estrutura, de duas formas:

Em uma tabela resumo – VEJA PÁGINA 9 DESTE RELATÓRIO.

Em um gráfico resumo– VEJA PÁGINA 10 DESTE RELATÓRIO.

PASSO 2

Seguindo as etapas ensinadas em sala de aula para a determinação das aplicações das forças, suas derivações e reações na estrutura, realiazmo a atividade e calculamos o seguinte:

Resolução do exercício:

– DETERMINAÇÃO DO TIPO DE ESTABILIDADE DA ESTRUTURA

Premissa inicial

Sabemos que existe uma condição necessária para a estabilidade de uma treliça. Esta condição é determinada pela equação b = 2.k – 3, que determinada se a estrutura em estudo é Hipostática, Hiperestática ou Isostática ( que é a estrutura que procuramos).

Na equação acima, b é o número de barras e k é o número de nós.

Mas esta não é condição suficiente, pois uma ou mais das barras podem estar dispostas de modo a não contribuir para uma configuração estável da treliça simples. No caso de b < 2k – 3, a estrutura não será rígida, pode movimentar.

PASSO 3

Faça uma pesquisa em livros, manuais e em sites de confiança sobre índice de esbeltez (O) de um elemento e raio de giração. Qual a importância do estudo do índice de esbeltez de um elemento para a estabilidade da estrutura?

Baseado em pesquisas, verificamos que:

O índice de esbeltez mede o quão esbelto é um pilar, ele mede a facilidade ou a dificuldade que um pilar tem de flambar.

A importância de seu estudo para a estabilidade

Se o índice de esbeltez é pequeno, a probabilidade de o pilar flambar é menor.

Se o índice de esbeltez é grande, a probabilidade de o pilar flambar é maior.

PASSO 4

Entregar ao professor da disciplina um relatório contendo a resolução das atividades propostas nos passos 1, 2 e 3, desta Etapa.

ETAPA 2

Seguindo os passo propostos pela atividade percebemos que é fundamental para nossa compreensão:

A identificação da natureza dos esforços para o projeto de uma estrutura metálica simples.

Para realizá-la, iremos seguir os passos propostos.

PASSO 1

Identifique na treliça simples abaixo, quais das barras estão sujeitas ao esforço de tração quando duas forças são aplicadas, uma no ponto B e outra no ponto D. Justifique e faça um diagrama representando estas forças.

Figura 2

Treliça Simples

Represente todos os esforços em cada elemento da treliça do esquema abaixo, por meio da elaboração de um diagrama de corpo livre.

Figura 3

Esquema básico da estrutura

com cotas e representação das

forças aplicadas

 

3.2 - DETERMINÇÃO DAS REAÇÕES DE APOIO.

FIGURA 4

esquema da estrutura

com forças e reações

de apoio sem valores

→

Σ F h = 0 (convenção de direção de forças =  +