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CAPÍTULO 5: CISALHAMENTO Prof. Romel Dias Vanderlei Universidade Estadual de Maringá Centro de Tecnologia Departamento de Engenharia Civil Curso de Engenharia Civil Prof. Romel Dias Vanderlei 5.1 Tensões de Cisalhamento em Vigas sob Flexão Hipóteses Básicas: a) As tensões de cisalhamento τ são admitidas paralelas à força de cisalhamento V, portanto paralela a “y’’. b) As tensões τ não variam ao longo da largura da seção, e sim na altura. c) As tensões normais σ não ficam afetadas pelas deformações provocadas pelas tensões de cisalhamento. < 4 1 h b

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CAPÍTULO 5:CISALHAMENTO

Prof. Romel Dias Vanderlei

Universidade Estadual de MaringáCentro de TecnologiaDepartamento de Engenharia Civil

Curso de Engenharia Civil

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5.1 Tensões de Cisalhamento em Vigas sob Flexão

� Hipóteses Básicas:

� a) As tensões de cisalhamento τsão admitidas paralelas à força de cisalhamento V, portanto paralela a “y’’.

� b) As tensões τ não variam ao longo da largura da seção, e sim na altura.

� c) As tensões normais σ não ficam afetadas pelas deformações provocadas pelas tensões de cisalhamento.

<4

1

h

b

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5.1 Tensões de Cisalhamento em Vigas sob Flexão

� Analisando o elemento, vemos que existem tensões de cisalhamento horizontais agindo entre as camadas horizontais.

� Para y = ±h/2, então τ =0, pois não existem forças de cisalhamento na superfície da barra.

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5.2 Fórmula de Cisalhamento em uma Viga

� É mais fácil determinar as tensões de cisalhamento horizontais agindo entre camadas da viga.

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5.2 Fórmula de Cisalhamento em uma Viga

� Modelo de cálculo:

zI

yM ⋅−=1σ

( )zI

ydMM ⋅+−=2σ

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5.2 Fórmula de Cisalhamento em uma Viga

� A face superior da barra está livre de tensões de cisalhamento.

� A face de baixo é submetida a tensões de cisalhamento τ.

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5.2 Fórmula de Cisalhamento em uma Viga

� Analisando o equilíbrio na direção x do elemento mpm1p1, vemos que como σ1 ≠ σ2 , é necessário a tensão τpara equilibrar.

� As tensões verticais nos planos mp e m1p1 não estão sendo consideradas, pois iremos analisar apenas o equilíbrio na direção x.

� Diagrama de corpo livre do elemento mp m1p1:

dAI

yMdAF

z

⋅⋅=⋅= ∫∫ 11 σ

( )dA

I

ydMMdAF

z

⋅⋅+=⋅= ∫∫ 22 σ

onde y varia de y1 até h/2.

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5.2 Fórmula de Cisalhamento em uma Viga

� Fazendo o equilíbrio do elemento na direção x:

123231 0 FFFFFF −=∴=−+

∫ ⋅⋅= dAyI

dMF

z3

( )dA

I

ydMdA

I

yMdA

I

ydMMF

zzz

⋅⋅=⋅⋅−⋅⋅+= ∫∫∫3

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5.2 Fórmula de Cisalhamento em uma Viga

� F3 também pode ser vista em função da tensão τ:F3 = τ . b . dx , onde (b . dx) é a área da parte inferior

do elemento.

� Logo:

∫∫ ⋅⋅⋅

⋅=⇒⋅⋅=⋅⋅ dAyIbdx

dMdAy

I

dMdxb

zz

1 ττ

neutra. linha a relação em

sombreada área da Estático Momento

tocisalhamen de força :onde

→=⋅

→=

∫ sMdAy

Vdx

dM

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� Com essa notação temos:

5.2 Fórmula de Cisalhamento em uma Viga

toCisalhamen de Fórmula →⋅⋅=

z

s

Ib

MVτ

� Observações:� V, b e Iz são constantes em uma seção.

� Ms varia com a distância y1.� Na fórmula de cisalhamento tratamos todos os

elementos como valores positivos, pois sabemos que a tensão τ atua na mesma direção da força de cisalhamento V.

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5.2.1 Distribuição das Tensões de Cisalhamento na Seção Retangular

( )22

22

1

11 2

h

y

h

y

h

ys

ybdybydAyM

⋅=⋅⋅=⋅= ∫∫

−⋅=

−⋅= 2

1

221

2

4228y

hbyhbM s

−⋅⋅

⋅=

⋅⋅= 2

1

2

42y

hb

Ib

V

Ib

MV

zz

−⋅

⋅= 2

1

2

42y

h

I

V

z

τ

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5.2.1 Distribuição das Tensões de Cisalhamento na Seção Retangular

� Variação quadrática com a distância y1.

−⋅

⋅= 2

1

2

42y

h

I

V

z

τ

A

V

I

hVy

zmáx ⋅

⋅=⋅⋅=→=

2

3

8 0 para

2

1 τ

0 2

para 1 =→= τhy

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5.2.2 Tensões de Cisalhamento na Seção Circular

� Não podemos assumir que as tensões de cisalhamento agem paralelamente ao eixo y.

� Em um ponto m na superfície, a tensão deve agir de forma tangente.

� As tensões de cisalhamento na Linha Neutra, onde as tensões são máximas, podem ser assumidas como: paralelas a y e intensidade constante ao longo da largura.

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5.2.2 Tensões de Cisalhamento na Seção Circular

� Logo, na Linha Neutra podemos usar a fórmula de cisalhamento:

z

smáx Ib

MV

⋅⋅=τ

� Onde:

4

4rI z

⋅= π3

2

3

4

2

32 rrryAMs

⋅=

⋅⋅⋅

⋅=⋅=π

π

rb ⋅= 2

2

3

4 3

4

3

24

2 r

Vr

rr

Vmáx ⋅⋅

⋅=⋅⋅⋅

⋅⋅

=ππ

τA

Vmáx ⋅

⋅=3

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5.2.2 Tensões de Cisalhamento na Seção Circular

� Para seção circular vazada:

( )41

424

rrI z −⋅= π

( )31

323

2rrMs −⋅=

( )122 rrb −⋅=

++⋅+⋅

⋅⋅=

⋅⋅=

21

22

2112

22

3

4

rr

rrrr

A

V

Ib

MV

z

smáxτ

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� Exemplo 1: De acordo com a viga de madeira mostrada, determine o máximo valor para P se a tensão admissível na flexão é σadm = 11MPa (para tração e compressão) e a tensão admissível para cisalhamento horizontal é τadm = 1,2MPa. Desconsidere o peso próprio.

5.2 Fórmula de Cisalhamento em uma Viga

P

0,5m 0,5m

P

100mm

150mm

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Exemplo 1

� a) Diagrama de Esforços Internos:

A C D B

P

PD.E.C.

A C D B

0,5PD.M.F.

� Cisalhamento � trecho AC e DB� Flexão Máxima � trecho CD

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Exemplo 1

� b) Características geométricas:

222

3 3756

1510

62

cmhb

hI

W =×=⋅==

21501510 cmhbA =×=×=

WMW

Madmmáxadm

máxmáx ⋅=⇒≤= σσσ

3

2

2

3 admmáxadm

máxmáx

AV

A

V τττ ⋅⋅=⇒≤⋅

⋅=

� c) Carga Máxima:

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Exemplo 1

5,0

103751011

5,0

66 −⋅×⋅=⋅= WP adm

flexão

σ

KNPflexão 25,8=

3

102,1101502

3

2 64

.

⋅×⋅×=⋅⋅=−

admcisalh

AP

τ

KNPcisalh 12=

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� Exemplo 2: Dimensionar uma seção circular para a estrutura mostrada abaixo, de modo que não sejam ultrapassadas as seguintes tensões:

7..;70).( == SCMPaTRuptσ

8..;56).( == SCMPaCRuptσ

MPaadm 2,1=τB

40kN/m

A

4m2m

30kN

5.2 Fórmula de Cisalhamento em uma Viga

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Exemplo 2

� a) Tensões admissíveis:

MPaSC

TRuptTadm 10

7

70

..).(

)( ===σ

σ

MPaSC

CRuptCadm 7

8

56

..).(

)( ===σ

σ

kNRVA 125=kNRVB 65= D.E.C.

A C B

3065

95� b) Seções críticas:

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Exemplo 2

� Trecho :AC

( )xV −⋅+−= 64065

mxxV 375,4040175 =⇒=⋅−=

mKNM A .60230 −=×−=

( ) ( )mKNMC .81,52

2

375,4640375,4665

2

=−×−−×=

� Seções críticas: A e C

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� c) Tensões Normais Máximas:

� Seção A:

)(Cadmz

A

I

rM σ≤⋅

⇒⋅≤⋅

×⋅ 64

3

107

4

1060r

r

πmr 222,0≥

Exemplo 2

rCC 21 ==z

A

I

rM ⋅== 21 σσ

Como σ1 = σ2 , verificar para menor σadm:

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� d) Tensão de Cisalhamento Máxima:

admmáx

máx A

V ττ ≤⋅

⋅=3

4

mr 183,0≥

62

3

102,13

10954 ⋅≤⋅×⋅×rπ

⇒≥ mr 22,0 cmr 23=

Exemplo 2

Logo,

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� As tensões de cisalhamento nos flanges da viga atuam em ambas as direções, verticais e horizontais.

5.3 Tensões de Cisalhamento em Almas de Vigas com Flange

Alma

Mesa ou Flange

Mesa ou Flange

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5.3 Tensões de Cisalhamento em Almas de Vigas com Flange

� As tensões de cisalhamento na alma de viga de flange largo são verticais e são maiores que as tensões nos flanges.

� Devido a complexidade da distribuição das tensões de cisalhamento no flange, iremos considerar apenas as tensões agindo na alma da viga.

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5.3.1 Tensão de Cisalhamento na Alma

� Vamos determinar a tensão de cisalhamento na linha ef.

z

s

Ib

MV

⋅⋅=τ onde b = t e Ms é da área sombreada

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5.3.1 Tensão de Cisalhamento na Alma

� Momento Estático da área sombreada.

−⋅=221

1

hhbA

222

2

11

1

hhhy

−+=

−⋅= 11

2 2y

htA

22 1

1

12

yh

yy−

+=

( ) ( )21

21

21

22211 4

88yh

thh

byAyAM s ⋅−⋅+−⋅=⋅+⋅=

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5.3.1 Tensão de Cisalhamento na Alma

� Logo:

( ) ( )[ ]21

21

21

2 48

yhthhbIt

V

It

MV

zz

s ⋅−⋅+−⋅⋅⋅⋅

=⋅⋅=τ

( ) ( )31

31

331

3

12

1

1212hthbhb

htbhbI z ⋅+⋅−⋅⋅=⋅−−⋅=onde:

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5.3.2 Tensões de Cisalhamento Máximas e Mínimas

� τmáx ocorre na Linha Neutra, y1 = 0.

� τmín ocorre no encontro alma-flange, y1 = ±h1/2.

� Logo:

[ ]

[ ]21

2

21

21

2

8

8

hhIt

V

hthbhbIt

V

zmín

zmáx

−⋅⋅⋅

=

⋅+⋅−⋅⋅⋅⋅

=

τ

τ

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5.3.3 Força de Cisalhamento na Alma

� A alma resiste a maior parte da força de cisalhamento e os flanges são superponíveis por uma pequena parcela.

( )mínmáxalma

htV ττ +⋅⋅⋅= 2

31

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5.3 Tensões de Cisalhamento em Almas de Vigas com Flange

� Exemplo 3: Considere a viga em balanço com seção transversal em T. Pede-se para determinar a tensão de cisalhamento máxima, e a tensão de cisalhamento a 3 cm da borda superior da viga, na seção de engastamento.

50kN

2m 25cm

5cm

5cm

45cm

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Exemplo 3

� a) Centróide e Momento de Inércia:

cmA

Ayy 57,18

1

11 =⋅

=∑∑

( ) 42'

4,88452 cmdAII iizz=⋅+=∑25cm

5cm

5cm

45cm

x

y

zy

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Exemplo 3

� b) Diagrama de Esforço Cortante:

kNVmáx 50=

50kN

+

D.E.C.

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Exemplo 3

� c) Tensão de Cisalhamento Máxima:

z

s

Ib

MV

⋅⋅=τ

( )43,3152

43,311 ××=⋅= AyMs

361,2469 cmM s =

=××= −−

82

63

10.4,8845210.5

10.61,246910.50máxτ MPa79,2

25cm

5cm

5cm

45cm

z

y1

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Exemplo 3

� d) Tensão a 3 cm de borda superior:

( ) ( )3

1

9,448

355,143,31

cmM

AyM

s

s

=

××−=⋅=

×= −−

82

63

10.4,8845210.5

10.9,44810.50máxτ MPa51,0

z

25cm

5cm

5cm

45cmy1

3cm

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� Exemplo 4: Determinar a maior carga “q” (kN/m) que a viga representada abaixo suporta, sabendo-se que σadm = 10MPa, τadm = 1,5MPa e a = 2m.

5.3 Tensões de Cisalhamento em Almas de Vigas com Flange

q

A B

a aa

D EC

aq aq aq

a

10cm5 5

20cm

55

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Exemplo 4

� a) Centróide e Momento de Inércia:

cmy

cmx

15

10

==

12

2010

12

3020 33

.)(int(ext.)

×−×=−= zzz III

433,333.38 cmI z =

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Exemplo 4

� b) Esforços internos máximos:RVB = 4,5q e RVD = 3,5q

qM B ⋅−= 4 qqqM C −=+⋅−= 78 qM D ⋅−= 4

Logo: qM máx ⋅−= 4 qVmáx ⋅= 5,2

Seções críticas: B, C e D.

2q

2,5q

0,5q

1,5q

2q

- -

+ +

A B C D E

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Exemplo 4

� c) Verificação da σadm:

MPaI

eMadm

z

1021 =≤⋅== σσσ

⇒⋅≤⋅

×⋅⋅−

−6

8

2

10101033,38333

10154 qmkNq /39,6≤

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Exemplo 4

� d) Verificação da τadm:

3175010102

101520

2

15cmMMM sises =

××−

××=−=

682

6

105,11033,383331010

1017505,2 ⋅=≤⋅×⋅

⋅×⋅=⋅⋅= −−

admz

smáxmáx

q

Ib

MV ττ

mkNq /14,13≤

Logo: mkNq /3,6=

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5.4 Fluxo de Cisalhamento

∫ ⋅⋅= dAyI

dMF3

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5.4 Fluxo de Cisalhamento

� Fluxo de Cisalhamento (f) é a força de cisalhamento horizontal por unidade de distância ao longo do eixo longitudinal da viga.

∫ ⋅⋅⋅== dAyIdx

dM

dx

Ff

13

Vdx

dM = sMdAy =⋅∫

I

MVf s⋅=

onde:

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5.4 Fluxo de Cisalhamento

� Áreas utilizadas para o cálculo do momento estático:

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� Exemplo 5: Uma viga em caixa de madeira é construída com duas tábuas de 40x180mm, que servem como flanges para duas almas de compensados de 15mm de espessura. A altura total da viga é de 280mm. O compensado é preso aos flanges por parafusos cuja força de cisalhamento admissível de F=800N cada. Se a força de cisalhamento V é de 10,5kN, determine o máximo espaçamento permissível S dos parafusos.

5.4 Fluxo de Cisalhamento

Pro

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s V

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Exemplo 5

� a) Centróide e Momento de Inércia:

mmy

mmx

140

105

==

46

33

.)(int(ext.)

102,26412

200180

12

280210

mmI

I

III

z

z

zzz

×=

×−×=

−=

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Exemplo 5

� b) Fluxo de Cisalhamento:

s

F

I

MVf s =⋅=

( ) 331086412018040 mmdAM fflanges ⋅=××=⋅=

mmNf /3,34102,264

10864105,106

33

⋅×⋅=

Pro

f. R

omel

Dia

s V

ande

rlei

Exemplo 5

� c) Espaçamento dos parafusos:� Força admissível � F=800N� 2 parafusos por comprimento S � 2F

� Logo:

3,34

800222 ×==⇒=f

FSf

S

F

mmS 6,46=

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Pro

f. R

omel

Dia

s V

ande

rlei

5.5 Carregamento Assimétrico em Barras de Parede Fina. Centro de Cisalhamento.

zx I

yM ⋅−=σbI

MV

z

s

⋅⋅=τe

PV = xPM ⋅=eCarga no plano de simetria

Pro

f. R

omel

Dia

s V

ande

rlei

5.5 Carregamento Assimétrico em Barras de Parede Fina. Centro de Cisalhamento.

zx I

yM ⋅−=σ

PV = xPM ⋅=eCarga fora do plano de simetria

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Pro

f. R

omel

Dia

s V

ande

rlei

5.5 Carregamento Assimétrico em Barras de Parede Fina. Centro de Cisalhamento.

� As tensões de cisalhamento não podem ser

determinadas pela equação , pois a seção

não tem plano de simetria vertical .

� Esta barra irá sofrer flexão e torção sob ação da carga P.

bI

MV

z

s

⋅⋅=τ

Pro

f. R

omel

Dia

s V

ande

rlei

5.5 Carregamento Assimétrico em Barras de Parede Fina. Centro de Cisalhamento.

� Se a barra flexionar sem torção, poderíamos usar a fórmula de cisalhamento já conhecida. Para isso, a carga P tem que ser aplicada em um ponto específico da seção transversal, conhecido como Centro de Cisalhamento (S) .

� O centro de cisalhamento está em um eixo de simetria. Então, em seções duplamente simétricas o Centro de Cisalhamento (S) e o Centróide (C) coincidem.

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Pro

f. R

omel

Dia

s V

ande

rlei

5.5.1 Fluxo de Cisalhamento em Elementos de Paredes Finas

� Considere uma viga de seção transversal arbitrária, cuja linha de centro seja a curva mm, e a carga P age paralela ao eixo “y” através do Centro de Cisalhamento (S).

� onde “y” e “z” são eixos centroidais.

Pro

f. R

omel

Dia

s V

ande

rlei

5.5.1 Fluxo de Cisalhamento em Elementos de Paredes Finas

� As tensões normais podem ser obtidas pela fórmula de flexão:

zx I

yM ⋅−=σ

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Pro

f. R

omel

Dia

s V

ande

rlei

5.5.1 Fluxo de Cisalhamento em Elementos de Paredes Finas

0321 =−− FFF

dxtF ⋅⋅=τ3 ∫∫ ⋅⋅−=⋅=s

z

zs

x dAyI

MdAF

0

1

01 σ

∫∫ ⋅⋅−=⋅=s

z

zs

x dAyI

MdAF

0

2

02 σ

� As tensões de cisalhamento no elemento abcd são obtidas pelo equilíbrio das forças:

� onde:

Pro

f. R

omel

Dia

s V

ande

rlei

5.5.1 Fluxo de Cisalhamento em Elementos de Paredes Finas

� Assim, obtemos:

∫ ⋅⋅⋅

−=s

z

zz dAytIdx

MM0

12 1τ

yzz V

dx

dM

dx

MM ==− 12onde: , que é paralela a y e positiva em sentido de P.

tI

MV

z

zsy

⋅⋅

= )(τ ���� Fórmula de CisalhamentoLogo:

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Pro

f. R

omel

Dia

s V

ande

rlei

5.5.1 Fluxo de Cisalhamento em Elementos de Paredes Finas

� As tensões de cisalhamento estão direcionadas ao longo da linha de centro da seção, paralelas às bordas.

� τ é constante através as espessura t da parede.

� O fluxo de cisalhamento (f) é igual ao produto da

tensão τ pela espessura t.

z

zsy

I

MVtf )(⋅=⋅=τ

Pro

f. R

omel

Dia

s V

ande

rlei

5.5.2 Centros de Cisalhamento de Seções Abertas e Paredes Finas

� Seção C ou Canal:

� O Centro de Cisalhamento está localizado no eixo de simetria (eixo z).

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Pro

f. R

omel

Dia

s V

ande

rlei

5.5.2 Centros de Cisalhamento de Seções Abertas e Paredes Finas

� Baseado na fórmula de cisalhamento, as tensões de cisalhamento variam linearmente nos flanges e parabolicamente na alma.

Pro

f. R

omel

Dia

s V

ande

rlei

5.5.2 Centros de Cisalhamento de Seções Abertas e Paredes Finas

� A tensão de cisalhamento que atua em um elemento

de seção transversal de área dA = t.ds produz a força

dF = ττττ . dA ou dF = f . ds , e .z

s

I

MVtf

⋅=⋅=τ

dsdA

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Pro

f. R

omel

Dia

s V

ande

rlei

5.5.2 Centros de Cisalhamento de Seções Abertas e Paredes Finas

� A resultante das forças que age nos flanges AB e DE éa força horizontal F1;

� As tensões que atuam na alma BD vão ter como resultante uma força igual à força cortante V na seção:

∫ ⋅=B

AdsfF1

∫ ⋅==D

BdsfVF2

AB

D E

ds

h

Pro

f. R

omel

Dia

s V

ande

rlei

5.5.2 Centros de Cisalhamento de Seções Abertas e Paredes Finas

� As forças F1 provocam um momento em relação ao centróide de M = F1 . h, onde h é a distância entre as linhas de centro das mesas. Este momento que éresponsável pela resistência da seção à torção.

� Para eliminar o efeito desse momento, a força cortante V deve ser deslocada para a esquerda de uma distância “e”, de modo que:

( ) hFeV mesa ⋅=⋅ ( )

V

hFe mesa ⋅

=→

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Pro

f. R

omel

Dia

s V

ande

rlei

5.5.2 Centros de Cisalhamento de Seções Abertas e Paredes Finas

� Onde conclui-se que não vai ocorrer torção na barra se a força P for aplicada em um ponto distante “e” da linha central da alma BD.

� A interação da linha de ação com o eixo de simetria “z”, representa o Centro de Cisalhamento da seção (S).

Pro

f. R

omel

Dia

s V

ande

rlei

5.5.2 Centros de Cisalhamento de Seções Abertas e Paredes Finas

� No caso da força P ser inclinada, acha-se as componentes Pz e Py atuando no ponto “S”.

P Py

Pz

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Pro

f. R

omel

Dia

s V

ande

rlei

5.5.2 Centros de Cisalhamento de Seções Abertas e Paredes Finas

� Seções que não possuem nenhum plano de simetria:� Seção Cantoneira:

� A carga P atua perpendicularmente ao eixo principal z.

Pro

f. R

omel

Dia

s V

ande

rlei

5.5.2 Centros de Cisalhamento de Seções Abertas e Paredes Finas

� Força elementar:

,

dsfdF ⋅=

z

s

I

MVf

⋅= sendo

dF

ds

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Pro

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Dia

s V

ande

rlei

5.5.2 Centros de Cisalhamento de Seções Abertas e Paredes Finas

∫ ⋅=S

AdsfF1

∫ ⋅=B

SdsfF2

� Forças Resultantes:

F1

F2

A

B

Pro

f. R

omel

Dia

s V

ande

rlei

5.5.2 Centros de Cisalhamento de Seções Abertas e Paredes Finas

� Como as resultantes F1 e F2 passam pelo ponto “S”, deduzimos que a força cortante V da seção deve passar por “S” também.

� O Centro de Cisalhamento é então o vértice da seção, pois a força V não provocará torção, independente da sua direção.

,

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Pro

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Dia

s V

ande

rlei

� Exemplo 6: Determinar o Centro de Cisalhamento S do perfil canal, de espessura uniforme e dimensões:b=100mm, h=150mm e t=3mm.

,

( ) ( )zz

zs

I

htsV

I

MVf 2⋅⋅⋅

=⋅

=

zI

htsVf

⋅⋅⋅⋅=

2

Fluxo de Cisalhamento:

5.5 Carregamento Assimétrico em Barras de Parede Fina. Centro de Cisalhamento.

t

t

t

AB

DE

Pro

f. R

omel

Dia

s V

ande

rlei

Exemplo 6

� Força Resultante no flange AB:

,

dssI

htV

I

htsVdsfF

b

z

b

z

B

A ∫∫∫ ⋅⋅⋅

⋅⋅=⋅

⋅⋅⋅=⋅=001 22

z

b

z I

bhtVs

I

htVF

⋅⋅⋅⋅=

⋅⋅⋅=

422

2

0

2

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Pro

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Dia

s V

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rlei

� Centro de Cisalhamento:

,

zz I

bht

V

h

I

bhtV

V

hFe

⋅⋅⋅=⋅

⋅⋅⋅⋅=⋅=

44

22

flangesalmaz III ⋅+= 2

( )

⋅⋅

+⋅⋅+⋅= tb

hbthtI z 212

212

233

Exemplo 6

( )hbhttbhtbht

I z +⋅⋅⋅=⋅⋅+⋅+⋅= 6122612

2233

Pro

f. R

omel

Dia

s V

ande

rlei

� Centro de Cisalhamento:

,( )hbht

tbhe

+⋅⋅⋅⋅

⋅⋅=6

124

2

22

hb

be

+⋅⋅=

6

3 2

Exemplo 6

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Pro

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Dia

s V

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rlei

� Exemplo 7: Determinar, para o perfil canal, a distribuição de tensões de cisalhamento causada por uma força cortante vertical V de 800kN de intensidade, aplicada no Centro de Cisalhamento S.b=100mm, h=150mm, t=3mm, e = 40mm.

,

t

t

t

AB

DE

5.5 Carregamento Assimétrico em Barras de Parede Fina. Centro de Cisalhamento.

Pro

f. R

omel

Dia

s V

ande

rlei

� Tensão no flange AB:

,

zzz

s

I

hsV

tI

htsV

tI

MV

⋅⋅⋅=

⋅⋅⋅⋅⋅=

⋅⋅=

22τ

2

htsMs ××=

Exemplo 7

Distribuição Linear

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Dia

s V

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rlei

� Tensão em B:

,

( )hbht

I z +⋅⋅⋅= 612

2

( ) ( )hbht

bV

hbht

hbVB +⋅⋅⋅

⋅⋅=+⋅⋅⋅⋅

⋅⋅=6

6

612

22τ

( ) =+×⋅×

××=15,01,0615,0003,0

1,08006Bτ MPa422,1

Exemplo 7

Pro

f. R

omel

Dia

s V

ande

rlei

� Tensões de Cisalhamento na Alma BD: (Parabólica)

,

tI

MV

z

s

⋅⋅=τ

( )hbthh

thh

tbMs +⋅⋅⋅=⋅⋅+⋅⋅= 48422

Exemplo 7

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Dia

s V

ande

rlei

� Tensões de Cisalhamento na Alma BD: (Parabólica)

,

( )

( )( )( )hbht

hbV

thbht

hbth

V

máx +⋅⋅⋅⋅+⋅⋅⋅=

⋅+⋅⋅⋅

+⋅⋅⋅⋅=

62

43

612

48

( )( ) =

+××××+×××=

15,01,0615,0003,02

15,01,048003máxτ MPa956,1

Exemplo 7

Pro

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Dia

s V

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rlei

Aplicações

� Exercício 1: Uma viga caixão quadrada é feita de duas pranchas de 20 x 80mm e duas pranchas de 20 x 120mm pregadas entre si, como mostra a figura. Sabendo que o espaçamento entre os pregos é s = 30mm e que a força cortante vertical na viga é V = 1200N, determine (a) a força cortante em cada prego, (b) a tensão de cisalhamento máxima na viga.

,

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Pro

f. R

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Dia

s V

ande

rlei

Aplicações

� Exercício 2: Para a viga e carregamento mostrado, determine a largura b mínima necessária, sabendo que, para o tipo de madeira usada, σadm = 12MPa e τadm = 825kPa. ,

Pro

f. R

omel

Dia

s V

ande

rlei

Aplicações

� Exercício 3: A viga mostrada na figura foi feita colando-se várias tábuas. Sabendo que a viga está sujeita a uma força cortante de 5,5kN, determine a tensão de cisalhamento nas juntas coladas (a) em A, (b) em B.,

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Dia

s V

ande

rlei

Aplicações

� Exercício 4: Várias tábuas são coladas para formas a viga caixão mostrada na figura. Sabendo que a viga está sujeita a uma força cortante vertical de 3kN, determine a tensão de cisalhamento nas junta colada (a) em A, (b) em B.

,