Estruturas Metálicas

Page 12

17

Capítulo 3 — Características geométricas das seções transversais

Exemplo: ●

y1

y

Calcular os momentos de inércia Ix1 e Iy1 que passam pelo centro de gravidade da seção composta por dois perfis canal laminados (Fig 3.20). x = x1

Das características geométricas do perfil (Tabela E.3), tem-se (Figs. 3.21 e 3.22):

A= Ix = Iy = x=

7,78 cm2 68,90 cm4 8,20 cm4 1,11 cm

8

Figura 3.20 35,8

Tabela 3.3 Figura

C 76,2 x 6,11 kg/m

Ai (cm2) xCGi (cm) dix = xCGi – xCG (cm)

Iyi (cm4) Ai dx2i (cm4) Ixi (cm4)

1

7,78

1,11

–1,51

8,2

17,74

68,9

2

7,78

1,11

1,51

8,2

17,74

68.9

total

15,56

——

——

16,40

35,48

137,80

A = 7,78 cm 2 Ix = 68,9 cm 4 Iy = 8,2 cm 4

y CG

76,2

x

4,32 6,9 11,1

Figura 3.21

Ix1 = ⌺ Ixi = 137,80 cm4

y1

Iy1 = ⌺ Iyi + ⌺ Aidx2i = 16,40 + 35,48 = 51,88 cm4 1

y

2

3.4 — Produto de inércia de área plana (Ixy)

x = x1 d

É definido como sendo:

I xy =

yx dA

d = 8– + 11,1 = 15,1 2

8 11,1

(3.17)

A

Figura 3.22

Se a área possuir um eixo de simetria, o produto de inércia é nulo, pois para qualquer elemento de área dA com abscissa e/ou ordenada positiva, sempre existe um outro elemento de área dA, igual e simétrico, com abscissa e/ou ordenada negativa (Fig. 3.23).

y dA

dA

No caso geral, é sempre possível determinar dois eixos ortogonais, tais que o produto de inércia seja nulo. Caso os eixos y e x da Fig. 3.24 girarem em torno de 0 em 90° no sentido horário, as novas posições desses eixos serão y1 e x1. As relações entre as antigas coordenadas de um elemento de área (dA) e suas novas coordenadas serão:

y1 = x x1 = –y

–x

1y1

=

A

x 1 y 1dA = −

(3.18) (3.19)

A

yx dA = −I xy

y 0

y1

x

(3.20) x1

Então verifica-se que, durante a rotação, o produto de inércia troca de sinal. O produto de inércia varia de modo contínuo com o ângulo de rotação. Devem existir determinadas direções para as quais o produto de inércia se anula. Os eixos nessas direções são denominados “eixos principais de inércia”. Portanto, se a área plana tem um eixo de simetria e um eixo normal a esse eixo pelo centro de gravidade, eles serão os eixos principais de inércia dessa área plana, pois o produto de inércia em relação a tais eixos será nulo. Se o produto de inércia de uma área plana é conhecido para os eixos x e y, que passam pelo seu centro de gravidade, o produto de inércia para os eixos paralelos x1 e y1 pode ser calculado como na Fig. 3.25.

Capitulo 03.indd 17

x

Figura 3.23

Portanto, o produto de inércia para as novas coordenadas será:

Ix

+x CG

Figura 3.24 y

y1

dA

a

A CG

x b x1

Figura 3.25

11.10.05 17:40:47


Issuu converts static files into: digital portfolios, online yearbooks, online catalogs, digital photo albums and more. Sign up and create your flipbook.