Flambagem

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.
2. 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:
Pcr 
 2 EI
Le
2
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:
 cr 
 2E
 Le 
 r 


2
1
Na qual:
 cr : 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 r 
I
A
.
Os tipos de coluna mais empregados estão mostrados na figura 1 e são: biarticulada, 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
3. 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.
2
4. 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, biengastada e engastada–articulada. Podem também serem classificadas como curta ou
longa, de acordo com normas pré - estabelecidas.
5. Resultados Obtidos
Viga Bi-articulada
Prático
Teórico
Erro (%)
Prático
Teórico
Erro (%)
Carga crítica
Tensão crítica
Viga Engastada-articulada
Carga crítica
Tensão crítica
6. Conclusões e Discussões
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