Enunciado

Quatro pranchas de madeira, cada uma de 38x190mm de seção transversal, são firmemente pregadas juntas,

como mostrado, para formar uma coluna. Sabendo-se que para o tipo de madeira usado

E=12GPa e que a tensão admissível a compressão, na direção paralela as fibras, é de

10MPa, determinar a carga centrada admissível quando o comprimento efetivo da coluna é de:(a)4,8m;(b)1,2m

Passo 1

Fala meus projetistas de colunas, tudo certo?

Temos mais um projetinho de coluna de madeira centrada, e aqui a coluna é do tipo I e o cálculo é diferente de uma coluna retangular, vem comigo que eu mostro!

A gente calcula primeiro o parâmetro K ' , que é dado por:

K ' = 2,324 × E σ A D M   '

Onde:

σ A D M ' é a tensão admissível dada no enunciado.

E vamos comparar o parâmetro abaixo com K ' , avaliando alguns limites para o mesmo que nos darão cálculos diferentes para as tensões que levam ao peso admissível:

L e r

Onde:

L e   é o comprimento efetivo da coluna e r é o raio de giração.

Lembrando que:

r = I A

Temos 3 limites para avaliar, o primeiro caso é:

0 < L e r ≤ 38

Se estiver nesses limites a coluna é curta e traremos as fórmulas da tensão para esse caso. Para colunas intermediárias temos o nosso segundo caso:

38 < L e r < K '

E para colunas longas temos o último caso:

K ' < L e r < 173

Se por acaso L e r   não estiver contido nesses limites a coluna não pode ser projetada. Por fim traremos o seguinte para o peso admissível.

P A D M = σ A D M A

Passo 2

Vamos lá ao cálculo do nosso parâmetro K:

K ' = 2,324 × E σ A D M   ' = 2,324 × 12 × 10 3 10 = 80,5

E agora para o raio de giração vamos avaliar a figura:

Com as dimensões da figura vamos aos cálculos, e aqui vamos escolher o eixo x que é o eixo fraco pra esse tipo de seção e o seu momento de inércia é dado por:

I x = 2 I m e s a + I a l m a

Com:

I m e s a = b m e s a h m e s a 3 12 = 38 × 140 3 12 = 8,69 × 10 6 m m 4

E:

I a l m a = b a l m a h a l m a 3 12 = 140 × 38 3 12 = 640,173 × 10 3 m m 4

Substituindo na fórmula temos:

I y = 2 × 8,69 × 10 6 + 640,173 × 10 3

I y = 18,02 × 10 6 m m 4

E para o raio de giração também precisamos da área que é dada por:

A = 2 A m e s a + A a l m a = 2 × 140 × 38 + 38 × 140

A = 15960 m m 2

Enfim temos:

r x = I x A = 18,02 × 10 6 15960 = 33,6 m m

E enfim nosso parâmetro para o item a. onde temos L e = 4800 m m .

L e r = 4800 33,6 = 142,85

Avaliamos os limites e o nosso parâmetro está dentro do intervalo:

K ' < L e r < 173

Pelos limites apresentados é classificada como coluna longa

Passo 3

Para esse tipo de coluna a formulação das tensões vai ficar:

σ A D M = π 2 E 2,74 L e r 2

E substituindo nossos valores temos:

σ A D M = π 2 × 12 × 10 3 2,74 142,85 2 = 2,12 M P a

E como falamos lá no passo 1, a relação do peso admissível e a tensão admissível são dados por:

P A D M = σ A D M A

E substituindo:

P A D M = 2,12 × 15960 = 33835 N

E em k N :

( a ) P A D M = 33,835 k N

Resposta

( a ) P A D M = 33,835 k N

Ver Outros Exercícios desse livro

Exercícios de Livros Relacionados

Cargas axiais de intensidade P= 90 KN são aplicadas paralelamente ao eixo geométrico do perfil laminado de aço w 250 x 80 da coluna AB e interceptam o eixo x a uma distância e do eixo geométrico. Sabe
Um tubo de aço tem a seção transversal mostrada e é usado como uma coluna. Sabendo-se que σ e = 25 0M P a e E = 200 G P a , determinar a carga centrada admissível se o comprimento efetivo da coluna é
Uma carga axial P é aplicada em um ponto localizado sobre o eixo x a uma distância e= 12,7 mm do eixo geométrico do perfil laminado de aço w10 x 39 da coluna BC. Usando 200 GPa determinar a) carga P p
Cargas axiais de intensidade P= 90 KN são aplicadas paralelamente ao eixo geométrico do perfil laminado de aço w 200 x 22,5 da coluna AB e interceptam o eixo x a uma distância e do eixo geométrico. Sa
3,81 m m do eixo geométrica. Usando E = 120 G P a , determine (a) a força P para a qual a deflexão horizontal no ponto médio C seja de 5 m m e (b) a tensão máxima correspondente na coluna