Enunciado

Uma barra maciça de aço com 20 m m de diâmetro e 1,0 m de comprimento é fixado no ponot médio C da viga A E , feita de um, perfil laminado de aço S 130 x 15 , para aliviar os apoios da viga. Para P = 40 k N , determinar:

  1. A tração na barra
  2. O momento fletor nos pontos B e C da viga;
  3. A deflexão no ponto C.

Usar E = 200   G P a .

Passo 1

Então galerinha, nesse problema temos que tomar cuidado porque se trata de uma viga estaticamente indeterminada, e nesse caso vamos estar olhando primeiro a viga ACE, e aqui vamos usar um conceito novo.

Claro que não temos em vista um apoio de fato, mas podemos considerar que no ponto C temos uma espécie de apoio, que seria a própria viga vertical, assim, a nossa viga representada seria dada por:

Vamos dividir a nossa viga em duas partes e com isso vamos romper o apoio em C e vamos trocar por uma reação.

Definindo a reação de apoio, obtém-se que:

Considerando o ponto C como um engaste, e fazendo o diagrama de cada uma das vigas até esse ponto, obtém-se que:

E aqui vai entrar um conceito novo bem importante, os nossos diagramas de momentos em si não podem nos ajudar diretamente, por isso é importante fazermos uma modificação nele, e é bem simples, como a inércia da nossa barra é toda igual pelo comprimento dela, basta dividirmos os diagramas por E I , mas se ela tivesse diferentes inércias em diferentes trechos, é só dividir cada trecho pelo seu E I respectivo, sendo assim o nosso diagrama passa a ser.

E é esse que vamos usar nos nossos cálculos, beleza?

Passo 2

Agora pensa o seguinte, o nosso ponto C é um ponto importante pois ele é o que faz a ligação com a outra viga, e o que precisamos saber sobre ele é o seguinte. O que ele deforma na viga de cima, obrigatoriamente, ele precisa deformar na viga de baixo, caso contrário, elas não manteriam o contato, com isso, nessa primeira parte vamos determinar a deformação em C na viga ACE.

A   d e f l e x ã o   r e l a t i v a   d o   p o n t o   A   c o m   r e l a ç ã o   a o   p o n t o   d e   r e f e r e n c i a  

q u e   n e s s e   c a s o   é   C

é   i g u a l   a   d e f l e x ã o   d o   p o n t o   A   m e n o s   a   d e f l e x ã o   d a   r e f e r ê n c i a .

Assim vamos ter que:

y A / C = y A - y C

E se liga só, se o ponto A é um apoio, quanto é a deformação nele? Haha, olha que maravilha:

y A = 0

Então:

y A / C = - y C

E como determinamos y A / C ? É bem tranquilo, lembra os diagramas que determinamos nos itens anteriores? Basta pegarmos a distancia do centroide de cada área, entre os pontos A e C, até o ponto que é a nossa referência (que nesse caso é o ponto A) e multiplicarmos pelas respectivas áreas e somar, muito tranquilo, né? Assim vamos ter que, usando apenas as áreas entre o ponto A e o ponto C:

A 1 = 15,2 E I × 0,38 × 1 2 = 2,888 E I

A 2 = - 30,4 E I × 0,76 × 1 2 = - 11,552 E I

A 3 = 0,76 T 2 E I × 0,76 × 1 2 = 0,1444 T E I

Determinando a distância do centroide até o termo de referência, que nesse caso é o ponto A, obtém-se que:

y A / C = y 1 A 1 + y 2 A 2 + y 3 A 3

y A / C = 2,888 E I × 0,63 - 11,552 E I × 0,51 + 0,1444 T E I × 0,51

y A / C = - y C = 1,81944 E I - 5,89152 E I + 0,073644 T E I

Assim, a nossa deformação é dada por:

y C = 4,07208 E I - 0,073644 T E I

Resposta

y C = 4,07208 E I - 0,073644 T E I

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Resolver o Prob.9.112, assumindo que as duas cargas de 180k N são removidas.A deflexão no ponto médio C.
Para a viga com o carregamento mostrado, determinar:A declividade no ponto A
Para a viga com o carregamento mostrado, determinar:A deflexão em C
Para a viga com o carregamento mostrado, determinar:A declividade em D
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