MAPA – MECÂNICA E RESISTÊNCIA DOS MATERIAIS – 52/2023

ETAPA 1
Na escolha dos materiais utilizados nos projetos, há uma decisão crucial que afeta diretamente a qualidade
do projeto e a execução dos serviços contratados. Para melhorar a viabilidade econômica dos projetos, a
equipe do escritório decidiu experimentar novos fornecedores de aço com preços e prazos de entrega mais
competitivos. No entanto, há uma especificação que lhe preocupa. Ao analisar a composição da liga
metálica, você percebeu que a taxa de carbono é um pouco menor do que a encontrada comumente no
mercado, o que teoricamente reduz a resistência à tração do aço. Para garantir que o serviço continue
mantendo a qualidade desejada, você levou amostras desses materiais obtidos diretamente do fornecedor
para o laboratório da Unicesumar, a fim de verificar suas propriedades.
Utilizou-se um corpo de prova de liga metálica, com diâmetro de 11,8 mm e 50 mm de comprimento útil.
Tal peça foi submetida a um ensaio de tração, cujos dados de carga e alongamento obtidos durante o
ensaio estão descritos na Tabela 1:
Carga (kN)Variação do comprimento (mm)
0 0
8,6 0,018
18,8 0,0395
28,2 0,0585
38,2 0,079
49 0,098
55 0,111
57 0,117
61 0,133
57 0,172
66 0,2
72 0,3
78 0,4
82 0,6
84,5 0,8
85,3 1,35
84 2,8
83 4,5
79 6,5
75 8,5
65 10,5
Tabela 1 – Dados obtidos durante o ensaio de tração
Fonte: O Autor
1.1 CONSTRUA o gráfico de tensão-deformação.
1.2 DETERMINE o valor de cada item a seguir e justifique a sua resposta:
a) Limite de proporcionalidade.
b) Tensão de escoamento.
c) Tensão última.
d) Tensão de ruptura.
1.3 CALCULE o módulo de elasticidade desse material a partir do diagrama de tensão-deformação. Pesquise,
na ABNT NBR 8800/2008, qual é o módulo de elasticidade e COMPARE com o obtido. Referencie as fontes
que utilizar para a sua pesquisa.

ETAPA 2
Nesse projeto, parte da estrutura será metálica e, portanto, a escolha dos perfis e materiais é uma decisão
que interfere diretamente na qualidade do projeto e da execução dos serviços contratados. Foi realizado um
projeto preliminar que estabeleceu duas prováveis sessões transversais para as vigas da estrutura, cujas
dimensões em milímetros estão disponíveis na Figura 1 e 2:
Figura 1 – Seção transversal 1
Fonte: O Autor
Figura 2 – Seção transversal 2
Fonte: O autor
Considerando as seções transversais e os eixos anteriores (a) e (b), responda às seguintes questões:
2.1 DETERMINE o centroide de cada uma das seções transversais anteriores.
2.2 CALCULE o momento de inércia de cada uma das seções transversais anteriores (apenas em relação ao
eixo X).

ETAPA 3
Ao analisar a concepção do projeto estrutural, você percebeu que existe um elemento crítico na estrutura
que é uma viga em balanço na região da fachada que terá que ser de aço. Nesse momento, você precisa
definir qual será a melhor seção transversal para essa viga dentre as duas estudadas na Etapa 2 deste MAPA.
O objetivo desse estudo é maximizar a segurança da construção em relação à força cortante a que esse
elemento está submetido.
A viga em estudo possui 3,5 m de comprimento e está engastada apenas em uma das extremidades, o que a
caracteriza como uma viga em balanço. Os detalhes da condição de apoio e dos carregamentos transversais
sobre essa viga estão detalhados na Figura 3. Na Figura 4 e 5, estão detalhados nos diagramas os esforços
cortantes e de momento fletor, respectivamente, aos quais a viga está submetida internamente.
Figura 3 – Viga em balanço com esforços transversais
Fonte: O autor
Figura 4 – Diagrama de momento cortante
Fonte: O autor
Figura 5 – Diagrama de momento fletor
Fonte: O autor
O aço que será utilizado na construção é A572 e possui uma tensão de escoamento de 500 Mpa e módulo
de elasticidade de 210GPa. O Fator de Segurança (FS) utilizado no dimensionamento da estrutura é de 1,15.
Considerando essas informações e as sessões transversais apresentadas nas Figura 1 e 2, responda o que se
pede:
3.1 FAÇA UMA ANÁLISE para confirmar se as vigas com sessões pré-dimensionadas suportarão as tensões
de flexão que são solicitados na viga em balanço, tanto na região comprimida quanto na região tracionada.
3.2 DETERMINE qual é a tensão de cisalhamento máxima em cada uma das seções transversais
apresentadas.

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