Questão
O pórtico da figura é formado por barras de seção transversal retangular com b = 20 cm e h = 60 cm. As barras são compostas por material com E = 25 GPa e α = 10-5 /°C. Considerando um aquecimento interno de 16°C e o carregamento indicado na figura, calcule:
a) o deslocamento horizontal no ponto C; b) o deslocamento vertical no ponto D; c) a rotação relativa das tangentes elásticas no ponto E.
a) O deslocamento horizontal no ponto C é zero devido à simetria do pórtico e às condições de apoio.
b) O deslocamento vertical no ponto D pode ser calculado considerando a deformação térmica e a carga distribuída. A deformação térmica é dada por , onde e é o comprimento da barra. A carga distribuída causa uma deflexão que pode ser calculada usando a fórmula para vigas com carga distribuída.
c) A rotação relativa das tangentes elásticas no ponto E pode ser calculada considerando o momento fletor devido à carga distribuída e a deformação térmica. A rotação é dada por , onde é o momento fletor, é o comprimento da barra, é o módulo de elasticidade, e é o momento de inércia da seção transversal.
Para resolver essa questão, é necessário considerar tanto os efeitos da carga distribuída quanto a dilatação térmica.
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Deslocamento horizontal no ponto C: Como o pórtico é simétrico e os apoios são fixos, o deslocamento horizontal no ponto C é zero.
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Deslocamento vertical no ponto D: A deformação térmica causa uma expansão das barras, calculada por . A carga distribuída de 16 kN/m também causa uma deflexão, que pode ser calculada usando a fórmula para vigas com carga distribuída.
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Rotação no ponto E: A rotação é influenciada pelo momento fletor devido à carga e pela dilatação térmica. O momento de inércia para uma seção retangular é dado por . A rotação é então calculada usando a fórmula .