O que é engenharia estática quando se trata de vigas e movimentos?

Escrito por john willis | Traduzido por thiago sanches
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O que é engenharia estática quando se trata de vigas e movimentos?
Um momento de força contraria uma outra (Hans Hansen/Lifesize/Getty Images)

Engenheiros mecânicos pensam sobre o mundo em termos de forças. Conceitualmente, todas as forças podem ser divididas em forças estáticas, que nunca mudam, como a gravidade, e dinâmicas, que resultam do movimento. Na engenharia estática, os engenheiros se preocupam com a criação de resistência estrutural para compensar diretamente cada força. Eles devem primeiro criar força suficiente para gerenciar todas as cargas estáticas, antes de considerar os requisitos de carga em movimento da estrutura.

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Carregamentos com movimento

Engenheiros organizam as cargas em cargas em movimento, que são forças dinâmicas que se movem, como pessoas que ocupam uma estrutura, e cargas estáticas, que são cargas que permanecem as mesmas, tais como o peso dos elementos estruturais. As vigas são concebidas para suportar todas as cargas, as quais incluem o peso da própria viga e outros pesos estruturais estáticos. Elas também são projetadas para resistir a um alcance estimado das cargas com movimentação, tais como a força combinada de uma dúzia de pessoas que andando pelo chão e um vento de 135 km/h transferindo carga para a viga através de paredes exteriores e colunas.

Carregamentos estáticos

Cargas estáticas são forças que não oscilam. Uma maneira de pensar nessas forças estáticas é pensar nas forças exercidas sobre a estrutura se não houvesse cargas com movimento, tais como pessoas, vento ou neve acumulada no telhado. Quando uma viga é projetada, conceitualmente, pode ser esquematizada para suportar cargas estáticas e cargas com movimento acrescentando uma margem de segurança.

Momento de uma força

O momento de uma força é um conceito importante na engenharia estática de vigas e outros elementos estruturais, tais como treliças. Trata-se da tendência de uma força de exercer torção, movendo um elemento em torno de um eixo. Isto descreve a dinâmica de uma alavanca. Além disso, o momento de uma força pode ser pensado como energia latente; a alavanca não tem de se mover efetivamente, só tem o potencial mecânico e tendência de acionar a alavanca.

Momento de uma força negativa

Elementos estruturais, como vigas, são configuradas para que elas resistam a todos os momentos de uma força, fazendo uma força de oposição mais uma força adicional suficiente para resistir a qualquer carga em movimento concebível. Isto é especialmente evidente em uma treliça onde existe um elemento em ângulo, depois outro membro inverso para contrariar o momento da força do primeiro elemento, e assim por diante. Em uma viga, a tensão ou outras forças de engenharia neutralizam os momentos das forças com as forças adicionais suficientes para atender a todos os requisitos estruturais.

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