Flambagem



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Encontro25.03.2018
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Flambagem

  1. Objetivos

Analisar o comportamento de colunas com diversas condições de contorno e determinar a carga axial máxima e sua respectiva tensão crítica necessária para que ocorra a flambagem.

  1. Introdução Teórica

Quando se projeta um elemento, é necessário que ele satisfaça requisitos específicos de tensão, deflexão e estabilidade. Alguns elementos podem estar submetidos a uma carga de compressão e, caso sejam compridos e esbeltos, tal carga pode ser suficientemente grande para provocar sua deflexão lateral. Especificamente, elementos compridos e esbeltos sujeitos a uma força axial de compressão são chamados colunas e a deflexão lateral que sofrem é chamada flambagem.

A carga axial máxima que uma coluna pode suportar quando está no limite da flambagem é chamada carga crítica Pcr. A equação de flambagem de uma coluna esbelta comprida apoiada por pino pode ser reescrita e seus termos definidos como segue:



Na qual:


Pcr : carga crítica ou carga axial máxima na coluna imediatamente antes de começar a flambagem;

E : módulo de elasticidade do material;

I : o menos momento de inércia da área da seção transversal;

Le : o comprimento da flambagem.

Para fins de projeto, é conveniente se expressar o momento de inércia por I=Ar2, onde A é a área da seção transversal e r é o raio de giração da área da seção transversal. Assim:

Na qual:


: tensão crítica, que é a tensão média na coluna imediatamente antes de a coluna flambar;

r : o menor raio de giração da coluna, determinado por .

Os tipos de coluna mais empregados estão mostrados na figura 1 e são: bi-articulada, engastada livre, bi-engastada e engastada – articulada. Podem também serem classificadas como curta ou longa, de acordo com normas pré-estabelecidas.

Figura 1: Colunas com diversas condições de contorno.

O comprimento de flambagem Le depende do tipo de apoio, sendo:


  • Bi-articulada: Le = L

  • Engastada-livre: Le = 2L

  • Bi-engastada: Le = 0.5L

  • Engastada-articulada Le = 0.7L

  • L: o comprimento da coluna



  1. Materiais Utilizados

Aparelho de Ensaio de deflexão WP120;

Dados das Vigas de Aço: Módulo de elasticidade: E = 210GPa;

Largura b = 20mm; Espessura h = 4mm;

Bi-articulada - comprimento L = 695mm ;

Engastada-articulada – comprimento L = 650mm.


  1. Procedimentos Experimentais

Através do aparelho de ensaio de deflexão, para dois tipos de viga, bi-articulada e engastada-articulada, aplicou-se sobre cada coluna uma carga inicialmente baixa e aumentou-se gradativamente até ser possível a visualização da flambagem de cada coluna.

A partir dos resultados obtidos, comparou os com os valores teóricos calculados



Os tipos de coluna mais empregados são: bi-articulada, engastada livre, bi-engastada e engastada–articulada. Podem também serem classificadas como curta ou longa, de acordo com normas pré - estabelecidas.

  1. Resultados Obtidos

Viga Bi-articulada

Prático

Teórico

Erro (%)

Carga crítica










Tensão crítica












Viga Engastada-articulada

Prático

Teórico

Erro (%)

Carga crítica










Tensão crítica












  1. Conclusões e Discussões





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