Estrutura de cabos - aço

Trabalho Prático 01:
Estrutura de Cabos

Trabalho de Estruturas de Aço

1) Introdução e Objetivos

Neste trabalho você irá estudar e comentar o comportamento de uma estrutura de cabos muito simples, onde os efeitos de segunda-ordem (equilíbrio da deformada) são muito importantes.

2) Dados da Estrutura

Uma estrutura formada por duas barras de cabo de aço com Área=154 mm² e vão de 15260 mm recebe uma carga concentrada de 50 kN. O módulo de elasticidade do cabo é de 120.000 Mpa.

3) Sistema estrutural

4) Descrição das atividades:

4.1- Monte as equações de equilíbrio, calcule a força axial e o alongamento das barras. Imponha a compatibilidade de deslocamento nodal. Repita o processo até que haja convergência de resultados da força na barra e o deslocamento nodal.

4.2- Faça um gráfico de valor de deslocamento para cada uma das interações (mínimo 10 iterações). Faça um gráfico do valor da força axial na barra a cada iterações. Faça um gráfico da força na barra versus deslocamento.

4.3- Comente os resultados obtidos

Equilíbrio das forças do cabo:

Lei de Hooke:

Outras equações:

Gráficos:

Comentário sobre os resultados obtidos:
Através dos resultados obtidos pode-se verificar que após repetidas vezes, aproximadamente na 10ª iteração, tanto a força quanto o deslocamento convergem para valores limites ao quais não se alteram mais.
O cabo é alongado até o seu deslocamento máximo e após isso ele cessa a deformação, cessando também a diminuição da força que depende do ângulo que o cabo faz com a vertical. Também pudemos perceber se diminuirmos a força o ângulo aumenta.
O deslocamento total do cabo é de 59 mm e a força atuante nesse deslocamento é de 140,28 kN. O cabo desceu 382 mm a partir da sua posição inicial no Estado Zero que era 1000 mm.