O que é cisalhamento de viga?

O cisalhamento da viga é a tensão interna de uma viga causada pelas forças de cisalhamento aplicadas a essa viga. As forças de cisalhamento, ou tensões de cisalhamento, são causadas por forças aplicadas paralelamente a um material, causando potencialmente deformação desse material. O cisalhamento do feixe pode ser causado por tensões horizontais ou verticais, bem como por flexão. Cada tipo de estresse afeta um feixe de maneira diferente.

Na tensão de cisalhamento do feixe horizontal, forças podem fazer com que o feixe deslize de um lado para o outro. Se a viga estiver presa, impedindo qualquer movimento, a tensão interna de cisalhamento tentará encontrar maneiras de acomodar o movimento, o que às vezes pode resultar na curvatura ou fratura da viga ao longo das camadas horizontais internas. Se o feixe tiver camadas não acopladas, que permitem uma pequena quantidade de movimento, é menos provável que se fraturem ou se dobrem.

Na tensão de cisalhamento vertical da viga, forças são aplicadas a superfícies paralelas da viga. Essas forças podem incluir lados paralelos ou as extremidades superior e inferior da viga. Se uma das superfícies sofrer uma tensão maior que a outra, o material será dobrado ou torcido. Essa ação causa um enfraquecimento da estrutura geral.

A falha no cisalhamento da viga ocorre quando as tensões aplicadas à viga são maiores que a força dessa viga. As falhas geralmente resultam no colapso ou rachadura da estrutura ao redor da viga, como costuma ser visto nos danos causados ​​pelo terremoto. O tipo mais comum de falha no cisalhamento da viga, no entanto, é a dobra. Isso ocorre quando a superfície superior de uma viga é comprimida, enquanto a superfície inferior se expande e racha ao longo dos eixos verticais. Isso resulta em uma flacidez ou curvatura da viga.

Em muitos casos, para evitar falhas estruturais, um edifício ou estrutura será adaptado. A modernização envolve a criação de uma estrutura secundária que serve para apoiar a estrutura inicial, aliviando as forças de suporte de carga nessa estrutura inicial. Na maioria das vezes, isso assume a forma de órtese externa.

Para determinar o cisalhamento da viga, uma pequena seção transversal da viga deve ser examinada e uma série de cálculos matemáticos executados com base nas medições e observações dessa seção transversal. Os cálculos usados ​​hoje são creditados a Leonard Euler, um matemático do século XVIII. As verdadeiras origens dos estudos de cisalhamento de vigas, no entanto, remontam ao trabalho do cientista do século 16 Galileo Galilei.