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Cisalhamento transversal V I G A S R E TA S Esta Foto de Autor Desconhecido está licenciado em CC BY-SA-NC https://retratosdeviagens.blogspot.com/2011/11/as-magnificas-6-pontes-sobre-o-rio.html https://creativecommons.org/licenses/by-nc-sa/3.0/ Observamos que uma viga submetida a um carregamento, suporta tanto cargas de cisalhamento como de momento fletor. Devido às propriedades do cisalhamento, observamos que as tensões de cisalhamento atuam no plano da secção transversal e ao longo dos planos longitudinais da viga. tensão de cisalhamento em vigas Sobe a ação de uma carga P, as tábuas soltas deslizam umas em relação as outras e dessa forma não geram tensão de cisalhamento longitudinal. Nas peças acopladas a tensão de cisalhamento longitudinal impedem o deslizamento relativo agindo como uma peça única. tensão de cisalhamento em vigas Como resultado da tensão de cisalhamento, desenvolvem-se deformações de cisalhamento, e estas tendem a distorcer a seção transversal de maneira bem complexa. Para mostrar essa condição, consideremos uma barra feita de material altamente deformável e marcada com uma grade de linhas horizontais e verticais. Quando aplicada, a força de cisalhamento V tende a deformar as linhas conforme o padrão mostrado. Essa distribuição não uniforme da tensão de cisalhamento sobre a seção provoca distorção da seção, que não permanece plana.(Hibeller – Resistência dos materiais) tensão de cisalhamento em vigas Lembre-se de que, ao desenvolver a fórmula da flexão, demos como certo que as seções transversais tinham de permanecer planas e perpendiculares ao eixo longitudinal da viga após a deformação. Apesar de essa condição ser violada quando a viga está submetida a flexão e cisalhamento, podemos supor, em geral, que a distorção da seção transversal descrita anteriormente é tão pequena que pode ser desprezada. Essa hipótese é particularmente verdadeira. (Hibeller – Resistência dos materiais) tensão de cisalhamento em vigas Formula do cisalhamento Tensões de cisalhamento na flexão Considere-se um elemento de viga como ilustrado na Figura abaixo, de comprimento infinitesimal dx , submetido a um carregamento genérico p, sem esforço normal. Formula do cisalhamento Formula do cisalhamento Excluímos o efeito de V, V + dV e w(x) sobre o diagrama de corpo livre, já que esses carregamentos são verticais e, portanto, não estarão envolvidos no somatório de forças horizontais. Formula do cisalhamento Formula do cisalhamento Σ𝐹𝑥 = 0 → න 𝐴′ 𝜎′𝑑𝐴′ − න 𝐴′ 𝜎𝑑𝐴′ − 𝜏(𝑡𝑑𝑥) = 0 න 𝐴′ (𝑀 + 𝑑𝑀) 𝐼 𝑦𝑑𝐴′ − න 𝐴′ 𝑀 𝐼 𝑦𝑑𝐴′ − 𝜏(𝑡𝑑𝑥) = 0 𝑑𝑀 𝐼 න 𝐴′ 𝑦𝑑𝐴′ = 𝜏(𝑡𝑑𝑥) ⇒ 𝜏 = 𝑑𝑀 𝐼(𝑡𝑑𝑥) න 𝐴′ 𝑦𝑑𝐴′ Formula do cisalhamento 𝝉 = 𝒅𝑴 𝑰(𝒕𝒅𝒙) න 𝑨′ 𝒚𝒅𝑨′ 𝒅𝑴 𝒅𝒙 = 𝑽 ⇒ න 𝑨′ 𝒚𝒅𝑨′ = 𝑸 = lj𝒚𝑨′ 𝝉 = 𝑽.𝑸 𝑰.𝒕 Onde: t= tensão de cisalhamento no ponto localizado a uma distância y’ do eixo neutro do elemento; V = força cortante resultante interna, determinada pelo método das seções e pelas equações de equilíbrio I = momento de inércia de toda a área da seção transversal, calculado em torno do eixo neutro t = largura da área da seção transversal do elemento medida no ponto em que t deve ser determinado Q = momento estático da área A’. Obs.: Para uma viga com seção transversal retangular, a tensão de cisalhamento varia parabolicamente com a altura. A tensão de cisalhamento máxima ocorre ao longo do eixo neutro