20.11 : Deformações Plásticas de Elementos com Um Único Plano de Simetria

Quando um elemento estrutural sofre deformação plástica devido à flexão, é crucial compreender a posição do seu eixo neutro e a distribuição de tensões. Este elemento, caracterizado por ter um único plano de simetria, apresenta uma distribuição uniforme de tensões, com tensões negativas acima do eixo neutro e tensões positivas abaixo. Notavelmente, o eixo neutro não se alinha com o centróide da seção transversal. Este desalinhamento é típico nos casos em que a seção transversal não é retangular ou sofre uma deformação severa.

As forças resultantes geradas pela flexão da barra são analisadas para localizar o eixo neutro. As forças de compressão que atuam acima do eixo neutro e as forças de tração abaixo dele geram resultantes com igual magnitude, mas em direções opostas, formando um binário. Esta configuração indica que o eixo neutro divide a seção transversal em duas áreas iguais, cada uma contribuindo igualmente para o equilíbrio de forças.

O momento plástico da barra, M_p, um parâmetro estrutural crítico, é derivado da relação entre a área da seção transversal, a tensão de escoamento do material e a distância entre os centróides das áreas d criadas pelo eixo neutro.

O cálculo do momento plástico é essencial para prever o momento máximo que a seção pode suportar antes que ocorram deformações plásticas significativas. Esta consideração é particularmente crucial para componentes estruturais em áreas com cargas dinâmicas, tais como zonas sísmicas, enfatizando como as propriedades dos materiais e a geometria da secção transversal influenciam a capacidade de uma estrutura de suportar cargas de flexão.