Como verificar se uma coluna está empenada
Neste breve tutorial, vamos passar por tudo o que você precisa saber sobre coluna simples flambagem análise. Como todos sabemos, colunas são membros verticais em uma estrutura que sofre altas cargas axiais de compressão. Membros que estão sujeitos a cargas compressivas podem experimentar um método de falha chamado “Curvando” que é descrito como deflexão lateral súbita. É diferente de ceder, mas vamos explicar isso ao longo do tutorial.
Teoria de Euler Buckling
O matemático Leonhard Euler investigou o comportamento das colunas e derivou uma fórmula simples para a carga necessária para dobrar uma coluna. Isso é chamado de carga crítica de flambagem:
Esta é uma fórmula bastante simples, no entanto, existem algumas coisas importantes a serem observadas. em primeiro lugar, a seção transversal de um membro tem dois os momentos de inércia valores (Iz e euY), então qual você deve escolher? Bem, uma vez que a fórmula se preocupa em encontrar o crítico carga de flambagem, então é claro que devemos levar o mais baixo momento de inércia da seção, pois isso renderá a menor carga crítica de flambagem (Ou seja. vai ceder mais cedo). Em segundo lugar, em vez de usar o comprimento real do membro, L, em vez disso, usamos o Comprimento efetivo da coluna, KL. Então, o que é este fator K e por que é necessário? Discutiremos isso na próxima seção.
Fatores de comprimento efetivo (K)
Euler era um sujeito inteligente e rapidamente percebeu que o comprimento da coluna precisa ser ajustado com base em como é restringida ou suportada em qualquer uma das extremidades. Por esta razão, podemos usar um fator, K que ajusta o comprimento para dar KL. Os valores teóricos e recomendados para o fator de comprimento efetivo (K) são fornecidos no diagrama abaixo:
Fonte: AISC 360-22: correspondente às especificações para aço estrutural
Flambagem vs Rendição
A flambagem e a flexão são duas formas diferentes de falha. O escoamento ocorre quando a tensão de um membro excede a tensão de escoamento do material. Contudo, a flambagem pode ocorrer antes de ocorrer o escoamento, dependendo da situação da coluna. Por exemplo, se as colunas’ a carga crítica de flambagem era 20 kN e sua área era apenas 1000 milímetros2 então seu estresse crítico de flambagem seria:
Uma vez que a tensão crítica de flambagem é menor do que a resistência ao escoamento do material (dizer 300 MPa), então ele se dobraria antes de ceder.
Exemplo de flambagem de coluna
Vamos usar esse conhecimento para fazer um exemplo:
Digamos que eu tenha uma coluna RHS de 100x20x3mm que é feita de aço estrutural (E = 200 GPa). Se tiver um comprimento de 3.0 metros e é fixado na base e preso no topo, com que carga teórica ele começará a se curvar?
Os modelos podem ser gerados e importados diretamente do Excel de duas maneiras Calculadora de momento de inércia grátis podemos ver que o menor momento de inércia da seção transversal RHS é I = 45,172 milímetros4. Para aço estrutural E = 200 GPa = 200 kN / mm2. Usando a tabela acima, podemos ver que o fator de comprimento efetivo para uma coluna fixada é K = 0.7 e, claro, L = 3.0 m = 3000 milímetros. Portanto, podemos usar a Fórmula de Curvatura de Euler:
Então, uma vez que a força axial de compressão no membro atinge 20.22 kN e mais o membro irá teoricamente se dobrar!
Espero que este tutorial tenha ajudado você a entender mais sobre como simplesmente calcular a flambagem da coluna. Confira nosso Calculadora gratuita de flambagem de coluna, Calculadora de coluna ou inscreva-se hoje para começar a usar o software SkyCiv!
