1. O documento descreve os conceitos básicos de treliças e o método dos nós para cálculo de esforços em barras de treliças.
2. O método dos nós envolve determinar as reações de apoio, decompor as forças nos nós e equilibrar esforços verticais e horizontais em cada nó.
3. Os exercícios apresentam exemplos de aplicação do método dos nós para calcular esforços em diferentes treliças.
1. 1
TRELIÇAS
São estruturas formadas por barras, ligadas entre si através de nós.
Consideramos para efeito de cálculo os esforços aplicados nos nós.
Existem alguns tipos de calculo para determinação dos esforços nas
barras, como o Método dos Nós, Método Ritter ou Métodos das seções.
Nesta apostila, serão resolvidos apenas exercícios de treliças pelo
Método dos Nós.
Para determinar os esforços internos nas barras das treliças plana,
devemos verificar a condição de Isostática da Treliça, sendo o primeiro
passo.
Depois calculamos as reações de apoio e os esforços normais axiais nos
nós. Tais esforços serão denominados de N.
1º Condição de Treliça Isostática:
2 . n = b + Sendo
2º Calcular as Reações de Apoio (Vertical e Horizontal):
ΣFx = 0
ΣFy = 0
ΣM = 0 (Momento fletor)
Por convenção usaremos: no sentido horário no sentido anti-
horário
+ -
3º Métodos dos Nós
Quando calculamos os esforços, admitimos que as forças saem dos nós
e nos próximos nós usamos os resultados das forças do nó anterior
fazendo a troca de sinais.
Importante lembrar que somente o jogo de sinais deverão ser feitos na
equação dos nós, pois as forças das reações horizontais e verticais
devem ser inseridos na equação considerando-se exclusivamente os
sinais que possuem, ou seja, não fazer jogo de sinais para tais reações.
Calma, nos exercicios verá que é fácil.
n = nº de nós
b = quantidade de barras
= nº de reações (Verticais e
2. 2
Por Convenção os sinais das forças das barras são: +
TRAÇÃO
- COMPRESSÃO
Treliça Esquemática
3. 3
Exercícios
1º) Calcule as reações de apoio e as forças normais nas barras através
do Método dos Nós.
1º Passo Condição de Isostática
2.n = b+ν
2.6 = 9+3
12 = 12 OK
2º Passo Reações de Apoio
ΣFx = 0 ΣFy = 0 ΣM = 0 (Momento fletor)
HE = 0 VA+VE = 50+100+50 VA.4-50.4-100.2 = 0
VA+VE = 200 KN VA = 400÷4
100+VE = 200 KN VA = 100 KN
VE = 200-100
VE = 100 KN
3º Passo Método dos Nós
Decomposição das forças
Nó “A” Forças Verticais (V) Forças Verticais (H)
NAB
VA
NAF
NAB
VA
NAF
9. 9
3º) Calcule as reações de apoio e as forças normais nas barras através
do Método dos Nós.
1º Passo Condição de Isostática
2.n = b+ν
2.8 = 13+3
16 = 16 OK
2º Passo Reações de Apoio
10. 10
ΣFx = 0 ΣFy = 0 ΣM = 0 (Momento fletor)
HA = 0 VA+VB = 2+2+2 -VB.16+2.12+2.8+2.4=0
VA = 6-3 VB = 48÷16
VA = 3 t VB = 3 t
3º Passo Método dos Nós
Decomposição das forças
Nó “1” Forças Verticais (V) Forças Verticais (H)
ΣFV = 0 ΣFH = 0
N13.sen36,87°+VA = 0 HA+N13.cos36,87°+N12 = 0
N13.sen36,87°+3 = 0 0+(-
5).cos36,87°+N12 = 0
N13 = -3÷sen36,87° N12 = 4 t
N13 = -5 t
Nó “2” Forças Verticais (V) Forças Verticais (H)
ΣFV = 0 ΣFH = 0
N23 = 0 -N21+N24 = 0
-4+N24 = 0
N24 = 4 t
Nó “3” Forças Verticais (V) Forças Verticais (H)
ΣFV = 0 ΣFH = 0
-2-N34.sen36,87°-N32-N31.sen36,87°+N35.sen36,87° = 0 +N34.cos36,87°-
N31.cos36,87°+N35.cos36,87° = 0
N13
VA
N12
VA
N12
HA
N13
HA
N13
N23
N24N21
N23
N21 N24
N32
N34
N34
N31
N35
N31
N35
2
N35
2
N31 N32 N34
21. 21
NAC -15,63 COMPRESSÃO
NAE 9,38 TRAÇÃO
NCE 3,13 TRAÇÃO
NCD -11,26 COMPRESSÃO
NED -3,13 COMPRESSÃO
NEB 13,14 TRAÇÃO
NDB -21,88 COMPRESSÃO
6º) Calcule as reações de apoio e as forças normais nas barras através
do Método dos Nós.
1º Passo Condição de Isostática
22. 22
2.n = b+ν
2.5 = 7+3
10 = 10 OK
2º Passo Reações de Apoio
ΣFx = 0 ΣFy = 0 ΣM = 0 (Momento
fletor)
HA+HB = 0 VA = 225 -HB.0,9+75.2,4+150.1,2 = 0
HB = -HA HB = 360÷0,9
HA = - 400 KN HB = 400 KN
3º Passo Método dos Nós
Nó “B” Forças Verticais (V) Forças Verticais (H)
ΣFV = 0 ΣFH = 0
NBA = 0 HB+NBD = 0
400+NBD = 0
NBD = -400 KN
Nó “A” Forças Verticais (V) Forças Verticais (H)
ΣFV = 0 ΣFH = 0
VA-NAB-NAD.sen36,87° = 0 -
HA+NAC+NAD.cos36,87° = 0
225-0-NAD.sen36,87° = 0 -
400+NAC+375.cos36,87 = 0
NAB
NA
HA HANA
VA
NA
NA
NAB
NBA
HB HBNBD
NBA
NBD
VA
NA
23. 23
NAD = 225÷sen36,87° NAC = 100 KN
NAC = 375 KN
Nó “D” Forças Verticais (V) Forças Verticais (H)
ΣFV = 0 ΣFH = 0
NDA.sen36,87°+NDC = 0 -NDA.cos36,87°-NDB+NDE = 0
375.sen36,87°+NDC = 0 -375.cos36,87°-(-400)+NDE = 0
NDC = -225 KN -300+400+NDE = 0
NDE = -100 KN
Nó “C” Forças Verticais (V) Forças Verticais (H)
ΣFV = 0 ΣFH = 0
-150-NCD-NCE.sen36,87°=0 -NCA+NCE.cos36,87°=0
-150-(-225)-NCE.sen36,87°=0 -100+125.cos36,87° = 0
-150+225-NCE.sen36,87° = 0 -
100+100 = 0
NCE = 75÷sen36,87° 0 = 0
NCE = 125 KN
Nó “E” Forças Verticais (V) Forças Verticais (H)
ΣFV = 0 ΣFH = 0
ND
NDENDB
ND
NDB
ND
NDE
ND ND
NCE
NC
15 15
NC NCE
NC
NC
NCE
NED
NEC
75 75
NEC
NEC
NED
24. 24
-75+NEC.sen36,87° = 0 -NEC.cos36,87°-NED = 0
-75+125.sen36,87° = 0 -125.cos36,87°-(-100) = 0
-75+75 = 0 -100+100 = 0
0 = 0 0 = 0
BARRA
FORÇAS NORMAIS
AXIAIS (KN)
ESFORÇO
NBA 0 -
NBD -400 COMPRESSÃO
NAD 375 TRAÇÃO
NAC 100 TRAÇÃO
NDC -225 COMPRESSÃO
NDE -100 COMPRESSÃO
NCE 125 TRAÇÃO
7º) Calcule as reações de apoio e as forças normais nas barras através
do Método dos Nós.
25. 25
1º Passo Condição de Isostática
2.n = b+ν
2.8 = 13+3
16 = 16 OK
2º Passo Reações de Apoio
ΣFx = 0 ΣFy = 0 ΣM = 0 (Momento
fletor)
HE = 0 VA+VE = 8 VA.4a-4.3a-4.1a = 0
4+VE = 8 VA.4a-12a-4a = 0
VE = 8-4 VA = 16a÷4a
VE = 4 KN VA = 4 KN
3º Passo Método dos Nós
Nó “A” Forças Verticais (V) Forças Verticais (H)
ΣFV = 0 ΣFH = 0
VA+NAB.sen30° = 0 NAB.cos30°+NAF
= 0
4+NAB.sen30° = 0 +(-8)cos30°+NAF
= 0
NAB = -4÷sen30° NAF = 6,9 KN
NAB = -8 KN
VA
NAB
NAF
NAB
NAB
NAF
VA
28. 28
Por simetria dos carregamentos e das características das barras (dimensões,
ângulos), as barras dos nós H, D e E não precisam ser calculadas.
BARRA
FORÇAS NORMAIS
AXIAIS (KN)
ESFORÇO
NAB = NED -8 COMPRESSÃO
NAF = NEH 6,9 TRAÇÃO
NFG = NHG 6,9 TRAÇÃO
NFB = NHD 4 TRAÇÃO
NBC = NDC -4 COMPRESSÃO
NBG = NDG -4 COMPRESSÃO
NCG 4 TRAÇÃO
29. 29
8º) Calcule as reações de apoio e as forças normais nas barras através
do Método dos Nós.
1º Passo Condição de Isostática
2.n = b+ν
2.10 = 17+3
20 = 20 OK
2º Passo Reações de Apoio
ΣFx = 0 ΣFy = 0 ΣM = 0 (Momento
fletor)
HJ = 0 VF+VJ = 2000 VF.4a-400.4a-400.3a-
400.2a-400.1a = 0
31. 31
NGH = 600 N
Nó “B” Forças Verticais (V) Forças Verticais (H)
ΣFV = 0 ΣFH = 0
-400-NBF.sen45°-NBG-NBH.sen45°=0 -NBA+NBC-NBF.cos45°+NBH.cos45°
= 0
-400-(-848,5).sen45°-0-NBH.sen45°=0 -0+NBC-(-
848,5).cos45°+282,8.cos45°=0
-400+600-NBH.sen45°=0 NBC+600+200 =
0
NBH = 200÷sen45° NBC = -800 N
NBH = 282,8 N
Nó “C” Forças Verticais (V) Forças Verticais (H)
ΣFV = 0 ΣFH = 0
-400-NCH=0 -NCB+NCD = 0
NCH = -400 N -(-800)+NCD=0
NCD = -800 N
Por simetria dos carregamentos e das características das barras (dimensões,
ângulos), as barras dos nós H, D, I, E e J não precisam ser calculadas.
BARRA
FORÇAS NORMAIS
AXIAIS (N)
ESFORÇO
NAB = NED 0 -
NBA
NBH
NBF
NBC
NBFNBC
40
NB
NBH
NBF NB NBH
NBA
40
NCB
NCNCB
NC
40
NC
NB
40
32. 32
NAF = NEJ -400 COMPRESSÃO
NFB = NJD -848,5 COMPRESSÃO
NFG = NJI 600 TRAÇÃO
NGB = NID 0 -
NGH = NIH 600 TRAÇÃO
NBH = NDH 282,8 TRAÇÃO
NBC = NDC -800 COMPRESSÃO
NCH -400 COMPRESSÃO
9º) Calcule as reações de apoio e as forças normais nas barras através
do Método dos Nós.
33. 33
1º Passo Condição de Isostática
2.n = b+ν
2.6 = 8+4
12 = 12 OK
2º Passo Reações de Apoio
ΣFx = 0 ΣFy = 0 ΣM = 0 (Momento
fletor)
HE = 18 KN VE+VF = 0 VE.3,6-9.5,4-9.2,7 =
0
HF = 0 VE = -VF VE.3,6-48,6-24,3 = 0
VF = -20,25 KN VE = 72,9÷3,6
VE = 20,25 KN
Por se tratarem de forças de reação horizontal e estarem na mesma linha de
ação, bem como as forças externas de 9 KN serem aplicadas no segmento
AE, a reação horizontal HE sofre sozinha a ação dos 18 KN enquanto a HF não
é solicitada.
Os cálculos mostrarão essa teoria.