Calculadora de tensao de cisalhamento em viga
Calcula a tensao de cisalhamento maxima em uma viga retangular submetida a uma forca cortante.
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Tensão de cisalhamento em viga
Numa seção retangular cheia, a tensão de cisalhamento máxima ocorre na linha neutra e vale τ_max = 3V / (2·A), em que V é o cortante e A = b·h a área bruta. Isso dá 1,5 vez a tensão média V/A. Já num perfil I ou H, quem absorve quase todo o cortante é a alma, e por isso a estimativa prática vira τ_max ≈ 1,5·V / A_w, sendo A_w a área da alma. Em números: V = 20 kN, b = 200 mm, h = 400 mm → τ_max = 3·20 000 / (2·200·400) = 0,375 MPa.
Em vigas de concreto, a NBR 6118 art. 17.4 limita a tensão de cisalhamento por meio de τ_Rd2 = 0,27·α_v2·f_cd e passa a exigir estribos assim que τ_Sd ultrapassa τ_Rd1. No aço, a NBR 8800 restringe o cisalhamento a V_R = 0,60·f_y·A_w / γ. Quando você precisa do caso geral, a fórmula de Jourawski τ = V·Q / (I·b) dá conta de qualquer seção.
Aplicações
Serve para dimensionar estribos em vigas de concreto armado e para verificar as almas de perfis I e H em aço. Também orienta o projeto de ligações parafusadas e soldadas, onde o cortante normalmente governa, e as checagens em vigas curtas e consolos, em que a flexão é pequena mas o cortante é alto. E ainda mantém o dimensionamento nos estados-limite últimos de acordo com a NBR 6118 e a NBR 8800.
Perguntas frequentes
Por que τ_max é 1,5× a média no retângulo? A tensão de cisalhamento não se distribui de forma uniforme ao longo da altura; ela desenha uma parábola e atinge o pico justamente na linha neutra, onde o momento estático Q é máximo.
Por que usar só a área da alma em perfis I? Os flanges ficam ocupados absorvendo o momento fletor e quase não contribuem para o cortante, pois o Q deles na linha neutra é pequeno. Sobra para a alma carregar cerca de 95% de V.
Quando são necessários estribos? Em vigas de concreto, o gatilho é o cortante de cálculo V_Sd subir acima de V_Rd1, que é a resistência fornecida só pelo concreto. Esse limite está fixado na NBR 6118 §17.4.2.
O cisalhamento pode ser crítico em relação à flexão? Pode sim. Em vigas curtas e altas (L/h < 4), em consolos e em ligações, o cortante chega a governar o projeto antes mesmo de a flexão se aproximar do limite de escoamento.
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