ESTRUTURAS METÁLICAS. Dimensionamento de Elementos Estruturais em Aço Segundo a NBR 8800:2008

Transcrição

1 ESTRUTURAS METÁLICAS Dimensionamento de Elementos Estruturais em Aço Segundo a NBR 8800:2008

2 Condições de segurança Msd é o momento fletor solicitante de cálculo; Vsd é a força cortante solicitante de cálculo; Mrd é o momento fletor resistente de cálculo; Vrd é a força cortante resistente de cálculo.

3

4 Plastificação total da seção Para analisar o escoamento ou a plastificação da seção, observase na figura seguinte uma viga simplesmente apoiada, suposta sem poder sofrer instabilidades global ou locais, submetida ao carregamento indicado, que despertam tensões que começam em zero e evoluem até que todas as fibras da seção atinjam o limite de escoamento. No início do carregamento as tensões se distribuem de forma linear, em comportamento perfeitamente elástico, que é mantido até atingir o momento de escoamento, quando as fibras mais distantes da linha neutra atingem o valor de fy, como mostra a primeira figura do diagrama de tensões. Continuando o carregamento as fibras internas começam a escoar, como mostra a figura intermediária, até que todas escoam, caracterizando a resistência máxima da viga quando ela atinge o momento de plastificação, identificado pela última figura do diagrama.

5

6 σ = M / W My = fy * W

7 Mp = fy * Z Mp / My = Z / W

8 Mp / My = Z / W

9 Na ausência de travamentos laterais um elemento de aço submetido a flexão pode sofrer um fenômeno de instabilidade denominado flambagem lateral com torção FLT. A FLT é caracterizada por deformações laterais da parte comprimida da seção de um elemento submetido a flexão. Esta parte comprimida pode ser encarada como uma barra comprimida continuamente travada pela parte tracionada que não apresenta a tendência de deformações laterais, em função disto as deformações laterais na parte comprimida provocam também a rotação da seção transversal; daí a denominação Flambagem Lateral com Torção.

10

11

12

13

14

15

16

17

18

19

20

21

22 Flambagem local da mesa

23

24

25 Flambagem local de alma

26

27

28

29

30

31

32

33

34

35

36

37 A flexão pura é bastante raro nos casos práticos de estruturas; portanto os elementos estruturais submetidos a flexão estão também submetidos a esforços cortantes. No caso de seções tipo I admite-se, com base na observação das tensões de cisalhamento neste tipo de seção, que a força cortante é resistida exclusivamente pela alma. Os modos de falha ou estados limites últimos associados a força cortante em vigas são: a plastificação da alma por cisalhamento ou a flambagem por cisalhamento. A força cortante correspondente a plastificação por cisalhamento é dada por: Vpl= 0,60*Aw*fy Onde Aw é a área efetiva de cisalhamento, ou seja, a área da alma que dever ser calculada como segue:

38 Em almas de seções I, H e U: Aw= d*tw; Em almas simétricas de seções caixão e tubulares retangulares: Aw= 2*d*tw Onde d é a altura total da seção transversal. No caso da flambagem local a alma é um elemento AA (apoiado-apoiado) solicitado por tensões de cisalhamento e, semelhante a outras situações de flambagem local pode ser definida uma curva de resistência (cortante resistente x esbeltez da alma) que apresenta um trecho de plastificacão, um trecho de flambagem em regime elástico-linear e um trecho de flambagem inelástica. Desta forma a resistência a força contante é determinada como segue:

39 (1) (2) (3)

40

41