Cargas móveis

Sabe-se que as cargas que podem actuar numa estrutura são classificadas em:

Permanente: as que actuam sempre sobre a estrutura (peso próprio, equipamentos, revestimentos, etc.);

Acidentais: as que actuam eventualmente sobre a estrutura (vento, terramotos, água, etc.);

Fixas: aquelas que tem uma posição fixa ou conhecida;

Móveis: as que tem uma posição variável (veículos, trens, em pontes rolantes).

Na verdade, o estudo de cargas móveis surge na necessidade de escolha de tipo de carga a representar numa estrutura. Por exemplo, num projecto de viaduto, existem infinitas combinações de veículos possíveis, que carga móvel colocar nele? Não se conhecendo a posição dos veículos, mas conhecendo a posição das rodas na qual actuam as reacções do peso do veículo e peões em circulação, pode se conhecer o comportamento dos esforços, reacções e deformações em função da posição na qual podem actuar estas cargas.

Linhas de influências

São linhas de um efeito elástico “E” em uma dada secção “S”. Graficamente, é o valor deste efeito em “S” produzido por uma carga concentrada unitária, direccionada para baixo, que percorre a estrutura, (Ângela do Valle, et al, 2013). Ou por outra, a linha de influência é um gráfico que descreve o comportamento de uma reacção, deformação ou esforço (axial, cortante, momento flector ou torção) em função de uma posição “X”, na qual actua uma carga pontual de 1 kN.

A teoria é aplicada a estruturas sujeitas a uma carga distribuída ou a uma série de forças concentradas, e são dadas aplicações específicas para vigas de piso e treliças de pontes. Em todo o caso, considera-se que a força de 1 kN está em movimento, isto é, ela pode actuar em qualquer posição “X”. À medida que uma carga em movimento passa por uma estrutura, as forças internas em cada ponto da estrutura também variam, Por isso, Se uma estrutura deve ser projectada com segurança, deve-se dimensionar suas barras e nós de modo que a força máxima em cada secção, produzida pela sobrecarga e pela carga permanente, seja menor ou igual à capacidade admissível da secção. Por tanto, Para estabelecer as forças de projecto máximas nas secções críticas, produzidas por cargas que se movem, frequentemente constrói-se linhas de influência.

Construção de uma linha de influência

Equação de linha de influência

A linha de influência pode ser construída colocando a carga unitária em uma posição variável “X” e calculando assim o valor de reacção “R”, deformação ou esforço, em função da posição “X” onde actua a carga. Retirando desta maneira as equações, e representa-las graficamente.

Notas:

Colocar uma carga unitária em varias posições, “X” ao longo da estrutura, e em cada posição determinar estaticamente a reacção “R”, esforço cortante “T” ou momento “M”;

Se a linha de influência para uma reacção de força vertical em um ponto sobre uma viga deve ser construída, considere a reacção como positiva no ponto quando ela actua para cima sobre a viga;

Se uma linha de influência de esforço cortante/transverso ou momento deve ser traçada para um ponto, tome-os como positivo naquele, de acordo com a mesma a mesma convenção de sinal usada para traçar os diagramas de esforço cortante e momento;

Todas as vigas determinadas estaticamente terão linhas de influências que consistem de segmentos em linha recta.

Para se evitar erros, recomenda-se que primeiramente se construa uma tabela, listado de cargas “unitárias em X” em relação ao valor correspondente da função calculada no ponto específico (reacção, transverso ou momento).

Uma vez construída a linha de influência, podemos utilizá-la para avaliar os seguintes casos:

Para determinar onde devemos colocar carga móvel em uma estrutura para maximizar a força (cortante, momento etc.) para a qual a linha de influência é desenhada

Para avaliar a magnitude da força (representada pela linha de influência) produzida pela carga móvel.

Embora essa linha de influência represente a acção de uma única carga em movimento, ela também pode ser usada para estabelecer a força em um ponto produzida por várias cargas concentradas ou por uma carga uniformemente distribuída.

Referencias Bibliografias

LEET, Kenneth M., UANG, Chia-Ming, GILBERT, Anne M. – “fundamentos da análise estrutural” – AMGH editora Ltda, terceira edição 2010;

HIBBELER, R. C. (2013). Analise das Estruturas (8 ed.). (J. Ritter, Trad.) Sao Paulo: PEARSON.

SERRA, J. L. (s.d.). Teoria das Estruturas: Linhas de Influencia dos Sistemas Planos Isostaticos. Sorocaba: Faculdade de Engenharia de Sorocaba.

VALLE, Ângela; LA ROVERE, Henriette; PILLAR, Norra M. – “analise estrutural-I” – UFSC (Universidade Federal de Santa Catarina), agosto de 2013.