A coluna de aço estrutural está engastada no topo e na base. Se suportar os momentos nas extremidades, determine a força axial que pode ser aplicada. Ocorre flexão em torno do eixo . Use a fórmula da interação com .
Passo 1
Pessoal, nesse caso o problema já forneceu o momento e pede a maior força axial que pode ser aplicada. Então a gente vai precisar calcular a tensão admissível através daquelas equações tabeladas e do índice de esbeltez.
Passo 2
Vamos começar calculando o índice de esbeltez da coluna
Como a coluna está engastada na base e no topo temos que , a altura da coluna é , agora falta achar o raio de giração , que pode ser achado através da relação entre o momento de inércia e a área.
O momento de inércia é o do perfil , lembrando que para calcular o raio de giração precisamos do menor momento de inérica. Assim temos que
E a área
Sendo assim vamos ter o raio de giração
Logo, podemos calcular o valor do índice de esbeltez:
E o índice de esbeltez comparativo. Esse valor é inerente ao material, não dependendo da geometria da coluna:
Aqui a gente tem que olhar nas tabelas para o aço e achar:
Show! Agora temos os dois valores e podemos utilizar a tabela para fazer a comparação e saber qual equação utilizar.
Passo 3
A tabela é a seguinte.
Como a gente já calculou os dois índices de esbeltez, basta comparar os termos e vamos ter:
Logo,
Ou seja, vamos utilizar a segunda equação para o cálculo da tensão admissível.
É claro que temos que calcular antes, logo:
Assim, vamos ter:
Agora podemos calcular o valor da tensão admissível
Logo, vamos obter
Passo 4
Agora podemos aplicar a equação da interação:
Para a tensão de flexão vamos precisar do momento de inércia e da distância . O próprio problema nos diz que a flexão ocorre em torno do eixo logo, tirando da tabela de perfis de abas largas para o perfil :
E o valor de é a metade da altura (na tabela a altura é mesmo! kkk)
O resto dos valores nós já temos então vamos substituir na equação
Perceba que não existem valor de para que essa equação seja satisfeita. Sendo assim, apenas o momento fletor já é suficiente para fazer com que ocorra flambagem!
Passo 5
Uai não acabou o problema não???
Acabou gente!!! Mas eu vi aqui que no gabarito do livro e em alguns solucionários o resultado dá e achei necessário explicar isso para vocês porque pode causar uma certa confusão.
Tanto no gabarito do livro quanto nesses solucionários eu não sei porque utilizaram ao invés de . Capaz de ser um erro do próprio livro. De qualquer forma vou fazer utilizando para vocês entenderem:
Então a carga máxima, neste caso, se torno . Beleza galera?
Além disso a gente tem que verificar se podemos utilizar esse método:
Como deu dentro do esperado então podemos utilizar o método! Mas isso só valeria se beleza?
E aí, isso te ajudou???
Resposta
Quando :
Perceba que não existem valor de para que essa equação seja satisfeita. Sendo assim, apenas o momento fletor já é suficiente para fazer com que ocorra flambagem!
Ou, considerando :