Calculadora de propriedades de seção

Esta calculadora de centróide usará as equações de centróide relevantes para encontrar o centróide de um círculo, retângulo, seção retangular oca, Vigas tipo I, Canais e seções de ângulo. A calculadora retornará os resultados simplificados, incluindo o centróide (nas direções X e Y) a partir de algumas entradas simples das dimensões da seção. O centróide da seção é o centro geométrico de uma seção, representando o ponto onde sua área pode ser equilibrada uniformemente. Assumindo um material constante dentro da seção, será o centro de gravidade dessa seção. O centróide é geralmente definido em termos de Cx e Cy, para representar a distância da parte inferior da seção em x e y, respectivamente. Portanto, a localização do centróide pode ser denotada como um ponto [Cx, Cy].

Para algumas formas, este é um cálculo bastante simples. Por exemplo, encontrar o centróide de um retângulo é tão simples quanto dividir pela metade a altura e a largura:

Contudo, para seções mais complexas que não são simétricas considerando seus eixos, os cálculos do centróide são um pouco mais complexos. Por exemplo, uma seção angular pode ter seu centróide em algum lugar fora da seção:

O módulo da seção é uma propriedade geométrica importante, que em última análise representa quão bem uma seção pode resistir à flexão. É calculado pela seguinte equação simples do módulo de seção elástica:

S_xb = I_xx / CY

A fórmula do módulo de seção acima é para o módulo de seção elástica em torno do eixo x até a fibra mais inferior da seção. As propriedades do módulo de seção são frequentemente divididas em quatro resultados, com resultados individuais para:

• S_xb: Módulo da seção em torno do eixo x até a parte inferior da seção
• S_xt: Módulo da seção em relação ao eixo x até o topo da seção
• S_yt: Módulo da seção em torno do eixo y até o topo da seção (ou a parte mais à direita da seção)
• S_yb: Módulo da seção em torno do eixo y até a parte inferior da seção (ou a parte mais à esquerda da seção)

Também é importante observar, o eixo x/z pode ser usado de forma intercambiável. Então por exemplo, em nossa seção cálculos de módulo, nós usamos z em vez de x como nosso eixo horizontal.

Módulo de seção elástica (S) Vs. Módulo de seção plástica (Z)

O módulo da seção elástica (S) representa o comportamento de flexão de uma seção dentro do seu limite elástico - onde se deforma sob carga, mas retorna à sua forma original quando a carga é removida. Este módulo é crucial para calcular a tensão máxima de flexão antes do escoamento.

Por outro lado, o módulo da seção plástica (Z) captura o comportamento de flexão de uma seção além seu limite elástico, onde sofre deformação plástica. Z representa a capacidade do membro de redistribuir os esforços logo da fluência, aumentando sua resistência à flexão.

Enquanto S (elástico) é fundamental para projetar estruturas que operam dentro de sua faixa elástica, Z (plástico) encontra aplicação em cenários onde o comportamento plástico é antecipado ou desejado, como no projeto de aço ao lidar com seções compactas, o módulo da seção plástica pode ser usado para levar o projeto ainda mais. No caso de uma seção não compacta, a seção irá encurvar localmente antes que sua capacidade de momento plástico seja atingida - daí o módulo de seção elástica é usado neste caso. Você pode ler mais sobre este tema no guia do SkyCiv para Projeto de aço AS4100, embora isso faça referências específicas aos Padrões Australianos, contém comentários gerais úteis sobre classificações de seções para projetos de aço.

Também é importante notar que diferentes regiões adotam nomenclaturas diferentes para módulos plásticos e elásticos.:

Austrália
Z = Elástico, S = Plástico

América + Resto do mundo
S = Elástico, Z = Plástico

• Software de Projeto de Alumínio
• AISC 360 Calculador de Capacidade de Carga de Viga I
• Software de Projeto de Madeira CSA O86-14
• Eurocódigo 5 Software de Projeto de Madeira
• AS 4100:2020 Software de Projeto de Aço