Resistência dos Materiais e Concreto Armado: Condições de equilíbrio de estruturas e Vínculos na engenharia estrutural

Eu li o livro “Concreto Armado Eu te amo” pela primeira vez quando eu pagava a cadeira de resistência dos materiais II, no curso técnico de edificações. Adorei a leitura os autores são bastante claros, objetivos e didáticos quanto a matéria de resistência dos materiais e concreto armado.

Hoje, após concluir meu curso volto a ler o livro novamente e pensei em compartilhar aqui uma espécie de “resumo” ou feedback dele. A intenção aqui é poder contribuir de alguma forma com a matéria e seria muito bom se houvesse uma troca de conhecimento, então deixe seu comentário seja para sugestão, correção ou qualquer outra coisa. 

CONDIÇÕES DE EQUILÍBRIO DE ESTRUTURAS

Já vimos nas postagens anteriores que ação e reação é aplicável a todas as estruturas que ao receber cargas fiquem em equilíbrio (não se move). Isso vale para as forças sejam elas horizontais, verticais, horizontais e inclinadas.  Ou seja, como resposta à ação de esforços externos as estruturas reagem, com isso as forças se anulam e ficam em equilíbrio.

Para que a estrutura seja estável, é importante entender três pontos:

1º A soma das cargas horizontais ativas e as horizontais reativas se igualem (se anulem);

2º A soma das cargas verticais ativas e reativas se igualam (se anulem);

3º A somatória dos cálculos dos momentos fletores (de rotação) para qualquer ponto de estrutura seja nulo.

Vamos fazer alguns exemplos para reforçar.

 1º Sobre essa barra vertical que soldada a uma peça é puxada com uma forçada de 10kgf no ponto A e no ponto B é empurrada com força de 2kgf.

 Olhando a estrutura e analisando as forças é notório entender que se a barra não estivesse soldada ela se movimentaria para cima com 8kgf, pois tem 10kgf puxando para cima e apenas 2kgf para baixo. E facilmente sairia do equilíbrio, pois as cargas horizontais não se anulariam (conforme o ponto 2º citado)

Porém a barra está soldada a uma peça, então para a barra não se desligar da estrutura, está terá que puxar a barra com força de 8kgf, anulando assim as forças e mantendo a barra em equilíbrio.

E se a estrutura puxa (ação) a barra com 8kgf, a barra puxa (reação) a estrutura com 8kgf. E assim todas as forças se anulam.

2º Imaginemos uma viga de madeira apoiada em dois pontos (paredes de alvenaria) e que essa viga suporta um esforço não centrado de 500gkf como é mostrado na figura a seguir. Ela é uma viga isostática, ou seja, está em equilíbrio. Vamos analisar como essa viga se comporta, no seu aspecto de equilíbrio. 

Resolução:

VÍNCULOS NA ENGENHARIA ESTRUTURAL

Chama-se vínculo de uma estrutura, cada restrição dessa estrutura ao seu giro, a um movimento vertical, ou a um movimento horizontal.

Imaginemos essa primeira estrutura

Essa barra permanecerá estável (sem movimento) quando receber esforços verticais para baixo, pois seus apoios a sustentará, e quando receber esforços horizontais para esquerda, pois a parede a qual ela está encostada impedirá que a barra se movimente. Porém esta barra será instável (se movimentará) quando receber esforços verticais para cima, horizontais para a direita e momentos anti-horários.

Já essa segunda estrutura

Graças a seus vínculos, é estável para qualquer esforço seja ele horizontal ou vertical.

Quando se estuda vigas, é comum encontrarmos a seguinte descrição de vínculos para os apoios:

Apoio carrinho, rolete ou apoio simples, o vínculo permite reagir só com forças verticais.

No apoio articulação é transmitido a estrutura reações verticais e horizontais.

Já no apoio engastamento transmite esforços verticais, horizontais e momentos.