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18 Didiane Victoria Buzinelli & Maximiliano Malite 5 BARRAS SUBMETIDAS À FLEXÃO SIMPLES Quando uma barra está submetida a flexão, sua capacidade está relacionada com a sua resistência ao momento fletor e à força cortante. Para estes esforços têm-se diferentes modos de ruína aplicáveis. Com relação ao momento fletor, os modos de ruína aplicáveis são: plastificação ou ruptura da região tracionada, as instabilidades locais (mesa comprimida e alma) e a instabilidade global (flambagem lateral com torção). Para a força cortante poderá ocorrer um estado de plastificação ou de instabilidade da alma. Além dos modos de ruína anteriormente relacionados, é necessário verificar também a condição de serviço (utilização), como deslocamentos excessivos (flechas) e vibrações. BRIMELOW (1971) recomenda limitar os valores das flechas em 1/180 do vão para terças e longarinas, e em 1/325 do vão para as vigas em geral. 5.1 Momento fletor: vigas estáveis lateralmente e de seção compacta A verificação da região tracionada das vigas é similar à verificação das barras tracionadas, onde a máxima tensão de tração calculada para a seção transversal líquida da viga não deve superar a tensão admissível ao escoamento ou à ruptura (fty /1,65 ou ftu /(kt 1,95) ). De maneira análoga ao previsto no AISC-ASD (1989), a tensão admissível ao escoamento pode ser majorada para levar em consideração a plastificação da seção. Tabela 5.1 - Tensão admissível para vigas de alumínio segundo a norma da AA. SEÇÃO ESCOAMENTO ESCOAMENTO RUPTURA À COMPRESSÃO A TRAÇÃO I e U fletidos f cy / 1,65 = 0,6 f cy f ty / 1,65 = 0,6 f cy f tu / 1,95 k t = 0,6 f tu / k t em relação ao eixo de maior inércia I fletidos em relação ao eixo de menor inércia e barras maciças 1,30 f cy / 1,65 = = 0,79 f cy 1,30 f cy / 1,65 = 1,42 f tu / 1,95 k t = = 0,79 f cy = 0,73 f tu / k t tubos retangulares f cy / 1,65 = 0,6 f cy f cy / 1,65 = 0,6 f cy f tu / 1,95 k t = 0,6 f tu / k t tubos circulares 1,17 f cy /1,65 = = 0,71 f cy 1,17 f cy /1,65 = = 0,71 f cy 1,24 f tu / 1,95 k t = = 0,63 f cy Cadernos de Engenharia de Estruturas, São Carlos, v. 10, n. 46, p. 1-31, 2008
Dimensionamento de elementos estruturais em alumínio 19 5.2 Flambagem lateral com torção (FLT) A flambagem lateral com torção pode ocorrer em vigas que apresentam flexão em torno do eixo de maior inércia e neste caso a tensão de flambagem elástica é obtida dividindo-se o momento de flambagem elástica (Mc ) pelo módulo de resistência elástico em relação à fibra mais comprimida (Wc ). A norma da AA apresenta uma expressão simplificada para o cálculo da tensão de flambagem elástica (5.1), desprezando-se os efeitos de torção e empenamento, de maneira análoga ao procedimento tradicionalmente empregado pelo AISC-ASD. Desta forma, a tensão de flambagem elástica na flexão é calculada por uma expressão idêntica à da flambagem elástica de barras comprimidas, tomando como esbeltez a relação Lb / (1,2ry). σ c 2 π E = ⎛ Lb ⎝ ⎜ ⎞ 12 , r ⎟ ⎠ y 2 (5.1) Onde: Lb - distância entre dois pontos travados lateralmente (vínculo de garfo) O momento (ou a tensão) de flambagem elástica pode ser majorada para levar em consideração a variação do momento fletor ao longo da viga, uma vez que a expressão 5.3 refere-se a caso mais desfavorável de momento uniforme. A majoração é feita pelo coeficiente de equivalência de momento na flexão (Cb). A expressão recomendada pela AA é a mesma do AISC-LRFD, 2a edição (1993) - expressão 5.4, mais abrangente que a conhecida expressão das edições anteriores do AISC e da NBR 8800 (1986). C b Onde: 12,5M max. = 2,5 M 3M + 4 M + 3M max. A B C Mmáx - valor absoluto do máximo momento no trecho analisado, (5.2) MA - valor absoluto de momento no primeiro quarto do trecho analisado, MB - valor absoluto de momento no ponto médio do trecho analisado, MC - valor absoluto de momento no terceiro quarto do trecho analisado. A expressão 5.1 é conservadora, uma vez que despreza os efeitos de torção e empenamento. A norma da AA permite que o raio de giração em relação ao eixo de menor inércia ry , seja substituído por rye , calculado pela expressão 5.3, onde são considerados os efeitos de torção e empenamento para o caso de carregamento aplicado no centro de torção. Cadernos de Engenharia de Estruturas, São Carlos, v. 10, n. 46, p. 1-31, 2008
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