Geralmente, os cabos são assumidos de forma flexível de uma forma ideal. Isto deve-se ao facto de terem uma rigidez à flexão muito baixa em relação à sua rigidez à deformação. Em determinados casos, no entanto, a influência da rigidez à flexão do cabo' pode ser relevante para o cálculo dos esforços internos. Agora já é possível descobrir em que casos e qual a dependência da rigidez à flexão de um cabo de aço.
Influência da secção do cabo na rigidez à flexão
Os cabos para engenharia estrutural estão disponíveis em várias formas e dimensões. Iniciando em secções com um diâmetro de alguns milímetros, cabos de suspensão para pontes suspensas, por exemplo, podem atingir um diâmetro de um metro. Quanto maior for o diâmetro do cabo, maior será o momento de inércia da secção e, consequentemente, a resistência à flexão. Além do mais, o momento de inércia dos cabos de aço depende do diâmetro dos arames individuais. Com a mesma área de secção, um cabo de aço constituído por muitos arames pequenos individuais tem um momento de inércia menor do que um cabo de aço constituído por alguns arames individuais grandes.
Influência da curvatura do cabo na tensão por flexão
Para ativar a rigidez à flexão, é necessária uma curvatura de cabo. As tensões de flexão resultantes da curvatura podem ser estimadas aproximadamente com a equação para a tensão normal de flexão de acordo com Reuleaux.
Especialmente em secções de cabos fortemente curvadas, as tensões de flexão tornam-se determinantes, uma vez que podem ocorrer, por exemplo, nos pontos de aplicação de cargas de cargas concentradas ou quando o cabo passa sobre umas roldanas.
Comparação de cabos flexíveis e rígidos
O exemplo a seguir mostra um cabo tracionado horizontalmente que é carregado no meio por uma carga concentrada vertical. Para este sistema estrutural, são comparados os resultados para a abordagem de um cabo rígido e uma vez para a abordagem de um cabo flexível ideal.
Enquanto a influência da rigidez à flexão do cabo's na deformação total é negligenciável, existem claras diferenças nas forças internas. Em contraste com o cabo ideal, o cabo resistente à flexão pode absorver momentos de flexão e forças de corte para além das forças axiais. As tensões normais em todo o sistema são semelhantes para as duas variantes. Para cabos rígidos, ocorrem picos de tensão claros apenas na área da aplicação da carga, ou seja, onde o cabo está sujeito a uma forte curvatura.
Dlubal RFEM 5 e RSTAB 8 - Evitar tensões normais de flexão grandes
Para evitar um sobredimensionamento do cabo, as tensões à flexão do cabo devem ser minimizadas o máximo possível. Isto é obtido evitando curvaturas fortes dos cabos, por exemplo, através do aumento do diâmetro das roldanas de desvio. Outra medida para reduzir as tensões de flexão no cabo é a redução dos diâmetros dos arames individuais. Um cabo de aço constituído por muitos arames individuais pequenos é menos suscetível a tensões de flexão do que um cabo de aço constituído por alguns arames individuais grandes.
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