Série Iniciados Vol. 23 | Página 443

Cálculo de propriedades geométricas de seções
de paredes finas abertas, fechadas e mistas
Bruno Cavalcanti de Oliveira 1
Ângelo Vieira Mendonça 2
Resumo

No presente capítulo foi desenvolvido um processo computacional para o cálculo
direto de propriedades geométricas retangulares e setoriais de barras com seção transversal
de paredes finas abertas, fechadas e mistas a partir de um sistema de eixos com origem em
um ponto qualquer da seção. O programa desenvolvido foi codificado no Mathcad, software
de matemática e engenharia, possibilitando o cálculo para um conjunto de paredes retas
e/ou circulares. A seção transversal é discretizada por nós e segmentos retos e/ou curvos,
onde a espessura deve ser constante em cada segmento. Alguns exemplos numéricos são
feitos e comparados com os resultados encontrados na literatura. A fim de verificar o cálculo
proposto para paredes curvas, um exemplo mostra a convergência dos resultados quando a
parede curva e discretizada em vários segmentos retos.
Palavras-chave: Paredes finas. Propriedades setoriais. Programação. Flexo-torção.
Apresentação

Com o avanço da tecnologia dos
materiais, percebe-se uma tendência
em reduzir o peso das estruturas através
da utilização de elementos esbeltos na
engenharia, o que fica mais evidenciado
nos elementos de aço dotados de perfis
com paredes cada vez mais finas. Devido à
espessura de seus membros e da geometria
da seção transversal, tais estruturas são
susceptíveis a fenômenos de instabilidade e
aos efeitos de flexo torção. Isto é, devido a
não coincidência do centroide com o centro
de torção, os efeitos de flexão não podem
ser desacoplados dos efeitos de torção,
requerendo, portanto, uma análise conjunta
desses fenômenos, que são abordados nas
teorias de flexo torção, tais como os modelos
de Vlasov (1961), para perfis com seção
aberta, e Benscoter (1954), para seções
fechadas. Para a análise estrutural de barras
de paredes finas é necessário a determinação
de propriedades geométricas retangulares e
setoriais, tais como: momentos de inércia,
momentos estáticos, centroide, centro de
torção, constante torcional, constante de
empenamento, momento estático setorial,
momentos setoriais e produtos setoriais. O
cálculo manual de tais propriedades é tedioso
e demorado. Assim, a elaboração de um
processo computacional contribui para uma
maior agilidade no dimensionamento dessas
estruturas.
Fundamentação teórica

Uma barra tem seção de paredes finas
quando a espessura da parede for menor ou
igual a 10% de uma dimensão característica da
seção e quando essa dimensão característica
Título do Projeto de Pesquisa/Plano de Trabalho: Análise e dimensionamento de estruturas assistidos por computa-
dor / Cálculo de propriedades geométricas de seções de paredes finas abertas, fechadas e mistas
1
Estudante de Iniciação Científica: Bruno Cavalcanti de Oliveira (e-mail: [e-mail], telefone:
(83) 99667-9603)
Instituição de vínculo da bolsa: UFPB/CNPq (www.propesq.ufpb.br, e-mail:[e-mail])
2
Orientador: Ângelo Vieira Mendonça (e-mail: [e-mail], telefone: (83) 99104-6892)
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