O que é o cálculo do feixe?
O cálculo do feixe
é a medição da tensão e deflexão de um feixe estrutural quando uma determinada carga é aplicada a ele. Muitos fatores contribuem para a capacidade de um feixe de resistir à flexão, como características do feixe, da carga e dos suportes. Cálculo do deslocamento de carga de um único feixe usando a equação do feixe Euler-Bernoulli é direto, mas na maioria dos aplicativos práticos, o software de feixe é usado. Os cálculos dos feixes são usados para garantir a segurança e evitar a sobrecarga em uma variedade de disciplinas, como construção e aeronáutica. Toda a disciplina de engenharia estrutural é dedicada a essa análise e design, garantindo que os telhados não entrem em colapso sob o peso da neve, que as garagens subterrâneas são seguras quando as unidades de trânsito sobreCabeça e que os arranha -céus construídos ao longo das linhas de falha atendem aos requisitos de segurança do terremoto. O cálculo do feixe também possui suas aplicações na engenharia mecânica, ao testar a resistência da carga de partes individuais de uma máquina, como a carga que uma asa de avião pode suportar antes de desenvolver tensões potencialmente perigosas. Finalmente, os arquitetos devem considerar a deformação do feixe ao construir e reformar casas com construção de postagem e viga e ao considerar o impacto visual de pisos, telhados e varandas de flacidez.
Um dos fatores mais importantes ao calcular a capacidade de carga de um feixe é a escolha dos materiais. Normalmente, as vigas são feitas de madeira, aço, concreto armado ou alumínio. Cada material tem uma tendência diferente de se deformar elasticamente, chamado módulo de elasticidade, que se refere à capacidade do material de voltar ao lugar. Em seu ponto de rendimento, o MAterial se deformará plasticamente, mantendo a deformação após a remoção da força aplicada.
A forma transversal da viga é a segunda característica que é considerada no cálculo do feixe. As vigas podem ser retangulares, redondas ou ocas, além de ter muitos tipos de flanqueamento, como vigas I, vigas Z ou vigas T. Cada forma tem um momento diferente de inércia, também conhecido como segundo momento de área, que prevê a rigidez de um feixe.
A força por unidade de comprimento é outro parâmetro usado no cálculo do feixe e depende do tipo de carga. As cargas mortas são simplesmente o peso da estrutura e as cargas impostas ou vivas são as forças às quais a estrutura será exposta intermitentemente, como neve, tráfego ou vento. A maioria das cargas é estática, mas a atenção particular deve ser dada a cargas dinâmicas, terremotos, ondas e furacões, que aplicam repetidamente força por uma duração prolongada. Uma carga pode ser distribuída, tipicamente uniformemente ou assimétrica, sUch como queda de neve ou uma pilha de sujeira. Também pode estar concentrado em um ponto, centralmente ou em vários intervalos.
As condições de contorno para o cálculo do feixe dependem do tipo de suporte ao feixe. Uma viga pode ser simplesmente suportada nas duas extremidades, como uma trave de piso entre duas paredes de carga. Pode ser balançado ou apoiado em uma extremidade, como uma varanda ou asa de avião. As condições de contorno se aplicam a todos os pontos ao longo do comprimento do feixe.
A relação entre a deflexão de um feixe e uma carga estática é descrita pela equação do feixe Euler-Bernoulli. Outra equação, a equação do feixe Euler-Lagrange, descreve essa relação para uma carga dinâmica, mas devido à complexidade de sua aplicação, as aproximações estáticas normalmente são usadas. A deflexão, os momentos de flexão e a força de cisalhamento de um feixe dada uma carga aplicada podem ser derivados. Em um ambiente prático, os gráficos de carga são usados para resumir essas informações e listam materiais comuns que cumprem a segurança rEquiramentos para uma carga conhecida. Para aplicativos mais complicados, as calculadoras de feixe estão prontamente disponíveis nos sites da empresa e como complementos para software de design auxiliado por computador (CAD).