Como calcular a tensão e deflexão em vigas de aço

Escrito por timothy burns | Traduzido por fellipe jardim
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Como calcular a tensão e deflexão em vigas de aço
A engenharia de edifícios com estrutura de aço requer muitos cálculos específicos (Thinkstock Images/Comstock/Getty Images)

Uma etapa essencial na engenharia de estruturas de aço é a determinação da tensão a qual uma viga suportará sem sofrer uma falha catastrófica. Pontes e edifícios sofrem tensão ​​quando se deparam com cargas ou forças que pressionam a estrutura de aço. Um caminhão de reboque que trafega sobre uma ponte cria uma carga sobre a estrutura de aço da ponte. Ventos fortes exercem forças de tensão contra a fundação e estruturas de aço de um edifício alto. Os engenheiros devem projetar estruturas que suportam as forças que o homem e a natureza exercem sobre elas.

Nível de dificuldade:
Moderado

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Instruções

  1. 1

    Insira as variáveis ​​para a viga de acordo com a equação a seguir. Certifique-se de combinar as unidades. Use dimensões métricas ou norte-americanas por todo o cálculo. Não misture os sistemas. A tensão máxima em uma viga que sofre uma carga uniforme a qual é suportada em cada extremidade é calculada com a seguinte fórmula: σ = y * q * L2 / 8 * I. [σ = tensão máxima, y = distância perpendicular em relação ao eixo neutro X da viga, q = carga uniforme ou peso unitário da viga, L = comprimento da viga, I = momento de inércia (em função da geometria da viga e geometria de construção].

  2. 2

    Colete e insira as variáveis ​​para a configuração de construção e a viga, de acordo com a equação a seguir. Novamente, certifique-se de usar unidades de medida consistentes. A deflexão máxima pode ser calculada por δ = 5 * q * L4 / E * I * 384. [δ = deflexão máxima, E = módulo de elasticidade, outras variáveis ​​definidas acima]

  3. 3

    Colete e insira as variáveis ​​de acordo com a configuração de construção e a viga com base na equação a seguir. A tensão máxima em uma viga com carga uniforme no centro a qual é suportada em ambas as extremidades pode ser calculada como σ = y * F * l / 4 * I. [σ = tensão máxima, y = distância perpendicular em relação ao eixo neutro, F = carga sobre a viga, L = comprimento da viga, I = momento de inércia].

  4. 4

    Colete as variáveis ​​e insira-as na equação a seguir para calcular a deflexão máxima de uma viga. A deflexão é a quantidade que uma vida dobrará, ou deformará, quando uma carga é colocada sobre a mesma. A deflexão máxima é δ = F * L3 / E * I * 48. [δ = deflexão máxima, E = módulo de elasticidade, outras variáveis ​​definidas acima].

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