Livro Hibbeler - 7ª ed Resistencia Materiais (Livro)

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4 7 4 RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS urva da lina elástica representa a deflexão na linha ral de uma viga ou eixo. Sua forma pode ser determia por meio do diagrama de momento. Os momentos positivos resultam em uma linha elástica côncava para cima e os negativos em uma linha elástica côncava para baixo. O raio de curvatura em qualquer ponto é determinado por M ---- x Diagrama de momento 1 M p EI . \p d • . fi - onto em exao Curva da linha elástica A equação da linha elástica e sua inclinação podem ser obtidas determinando-se, em primeiro lugar, o momento interno no elemento em função ele x. Se várias cargas agirem sobre o elemento estrutural, deve-se determinar funções ele momento separadas entre cada uma das cargas. Integrando essas funções uma vez utilizando EI(cf2vl dx2) = M(x), obtemos a equação para a inclinação da linha elástica, e integrando novamente, obtemos a equação para a deflexão. As constantes ele integração são determinadas pelas condições ele contorno nos apoios ou, em casos nos quais estão envolvidas vádas funções de momento, a continuidade de inclinação e deflexão nos pontos onde essas funções se unem eleve ser satisfeitas .. fJ=O v=O v=O Funções de descontinuidade permitem expressar a equação ela linha elástica como uma função contínua, independentemente elo número de cargas sobre o elemento estrutural. Esse método elimina a necessidade ele se usarem as condições ele continuidade, visto que as duas constantes de integração podem ser determinadas exclusivamente pelas duas condições ele contorno. O método dos momentos de área é uma técnica parcialmente gráfica para determinar a inclinação de tangentes ou o desvio vertical de tangentes em pontos específicos sobre a linha elástica. Requer determinar segmentos de área sob o diagrama MIEI, ou o momento desses segmentos em torno de pontos sobre a linha elástica. O método funciona bem para diagramas MIEI compostos por formas simples, tais como os produzidos por forças concentradas e momentos conjugados. tg B Bs;A tg A __.._--LL__ tg . ...i:J.._ ---.J!!JA tg A M EI I_( __,[X M El A fJs;A =Área B ts;A = x'(Área) ----:--- 1 1 ---+-- Lx'-+::-- JB ' ---------- ------ --ii--- A deflexão ou inclinação em um ponto sobre um elemento estrutural submetido a uma combinação ele cargas pode ser determinada por meio elo método ela superposição. A tabela no final elo livro está disponível para essa finalidade.

DEFLEXÃO EM VIGAS E EIXOS 475 Vigas e eixos estaticamente indeterminados têm mais reações de apoios desconhecidas do que as equações de equilíbrio disponíveis. Para resolvê-las, em primeiro lugar identificamos as reações redundantes. Então, podemos usar o método da integração ou os teoremas dos momentos de área para resolver as reações redundantes desconhecidas. Também é possível determinar as reações redundantes utilizando o método da superposição, no qual consideramos as condições de continuidade na reação redundante. Nesse caso, o deslocamento devido à carga externa é determinado com a reação redundante removida e, novamente, com a reação redundante aplicada e a carga extema removida. As tabelas no final do livro podem ser usadas para determinar esses deslocamentos necessários. 12.135. Determine a equação da curva da linha elástica para a viga. Especifique a inclinação e o deslocamento em A. EI é constante. 12.138. Se os mancais em A e B exercerem somente reações verticais sobre o eixo, determine a inclinação em B e a deflexão em C. EI é constante. Use os teoremas elos momentos ele área. Problema 12.135 '12.136. A viga de madeira está sujeita à carga mostrada na figura. Considere que o apoio em A é um pino e em B, um rolete. Determine a inclinação em A e o deslocamento em C. Use o teorema dos momentos de área. EI é constante. Problema 12.136 12.137. Determine a deflexão máxima entre os apoios A e B. EI é constante. Use o método da integração. IV IV 1----a --4--- Problema 12.138 12.139. A viga com perfil W200 x 36 simplesmente apoiada é submetida à carga mostrada na figura. Utilizando o método da superposição, determine a deflexão em seu centro C. A viga é feita de aço A-36. lOOkN/m A jJ illlllll 1 i: C Problema 12.139 -- 2,4 m ---+-- 2,4 m ----1 "'12.140. O eixo é sustentado por um manca! em A, que exerce somente reações verticais sobre o eixo, e por um manca! de encosto em B, que exerce reações horizontais e verticais sobre o eixo. Trace o diagrama de momento fletor para o eixo e, por esse diagrama, faça o rascunho ela deflexão ou da linha elástica para a linha central do eixo. Determine as equações da curva da linha elástica utilizando as coordenadas x1 e x2• EI é constante. 400N A Problema 12.137

DEFLEXÃO EM VIGAS E EIXOS 475<br />

Vigas e eixos estaticamente indeterminados têm mais<br />

reações de apoios desconhecidas do que as equações<br />

de equilíbrio disponíveis. Para resolvê-las, em primeiro<br />

lugar identificamos as reações r<strong>ed</strong>undantes. Então, podemos<br />

usar o método da integração ou os teoremas dos<br />

momentos de área para resolver as reações r<strong>ed</strong>undantes<br />

desconhecidas. Também é possível determinar as reações<br />

r<strong>ed</strong>undantes utilizando o método da superposição,<br />

no qual consideramos as condições de continuidade na<br />

reação r<strong>ed</strong>undante. Nesse caso, o deslocamento devido à<br />

carga externa é determinado com a reação r<strong>ed</strong>undante<br />

removida e, novamente, com a reação r<strong>ed</strong>undante aplicada<br />

e a carga extema removida. As tabelas no final do<br />

livro podem ser usadas para determinar esses deslocamentos<br />

necessários.<br />

12.135. Determine a equação da curva da linha elástica<br />

para a viga. Especifique a inclinação e o deslocamento em<br />

A. EI é constante.<br />

12.138. Se os mancais em A e B exercerem somente reações<br />

verticais sobre o eixo, determine a inclinação em B e a deflexão<br />

em C. EI é constante. Use os teoremas elos momentos ele área.<br />

Problema 12.135<br />

'12.136. A viga de madeira está sujeita à carga mostrada na<br />

figura. Considere que o apoio em A é um pino e em B, um<br />

rolete. Determine a inclinação em A e o deslocamento em C.<br />

Use o teorema dos momentos de área. EI é constante.<br />

Problema 12.136<br />

12.137. Determine a deflexão máxima entre os apoios A e<br />

B. EI é constante. Use o método da integração.<br />

IV<br />

IV<br />

1----a --4---<br />

Problema 12.138<br />

12.139. A viga com perfil W200 x 36 simplesmente apoiada<br />

é submetida à carga mostrada na figura. Utilizando o método<br />

da superposição, determine a deflexão em seu centro C. A<br />

viga é feita de aço A-36.<br />

lOOkN/m<br />

A jJ illlllll 1<br />

i:<br />

C<br />

Problema 12.139<br />

-- 2,4 m ---+-- 2,4 m ----1<br />

"'12.140. O eixo é sustentado por um manca! em A, que exerce<br />

somente reações verticais sobre o eixo, e por um manca! de<br />

encosto em B, que exerce reações horizontais e verticais sobre<br />

o eixo. Trace o diagrama de momento fletor para o eixo e, por<br />

esse diagrama, faça o rascunho ela deflexão ou da linha elástica<br />

para a linha central do eixo. Determine as equações da curva da<br />

linha elástica utilizando as coordenadas x1 e x2• EI é constante.<br />

400N<br />

A<br />

Problema 12.137

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