O que é uma viga composta?

Uma viga mista é um elemento construtivo tipicamente constituído por uma laje de concreto armado fixada e suportada por vigas de aço perfiladas. As vigas mistas são mais fortes que a soma de suas partes constituintes e apresentam uma combinação favorável das características de resistência de ambos os materiais. Isso significa que uma viga mista de aço e concreto possuirá tanto a resistência à compressão do concreto quanto a resistência à tração do aço. Existem vários outros tipos de vigas mistas usadas na indústria da construção que combinam vários graus de concreto com compósitos plásticos e madeira. A viga mista de aço e concreto armado é, no entanto, a mais utilizada.

A união de dois materiais diferentes para formar um compósito não combina apenas as forças coletivas dos dois materiais. Formar uma união entre materiais relevantes realmente melhora suas características físicas e torna o compósito mais forte do que a soma de suas forças. Na construção em grande escala, aço e concreto são as combinações mais usadas para vigas mistas. O concreto confere ao composto massa, rigidez e resistência à compressão e reduz a deflexão e a vibração na laje. Os membros de aço conferem à viga sua resistência à tração com excelente relação resistência/peso e tempos de construção rápidos.

Uma das partes mais importantes de uma viga mista são os pontos de fixação ou conectores de cisalhamento entre os dois materiais. A correta conexão das duas partes do compósito permite que os materiais atuem como uma unidade e conferem à viga mista sua resistência inerente. Esses conectores de cisalhamento são tipicamente pinos soldados às vigas de aço e fixados na laje de concreto. O número e o tamanho desses conectores de cisalhamento são cuidadosamente calculados, pois representam uma parte crítica do desempenho mecânico dos compósitos.

Uma viga mista de concreto e aço pode utilizar lajes de concreto previamente moldadas ou ser moldadas no local. As lajes pré-moldadas são construídas com ranhuras ou bolsões que aceitam os pinos de fixação. Esses bolsões são então preenchidos com concreto quando a laje é posicionada corretamente. A fabricação de lajes no local é um pouco mais complexa e requer a colocação de uma placa perfilada antes do lançamento do concreto. Este deck é tipicamente chapa de aço leve com diferentes perfis dependendo da aplicação.

A folha é colocada em cima das vigas e, em seguida, os conectores de cisalhamento são fixados às vigas usando um processo de “soldagem através do convés” ou por disparo de tiro. Uma vez que o deck está no lugar, o concreto é derramado no topo e barras de reforço adicionadas. O tabuleiro serve para fechar ou conter o concreto úmido e também confere resistência ao compósito após a cura da laje.

Vários outros tipos de vigas compostas são usados ​​na construção de menor escala. Estes incluem vigas de madeira que suportam tiras de concreto leve usadas como lajes de piso em muitas casas de madeira. Caixas compostas de resina preenchida com concreto são frequentemente usadas na construção de pontes. Eles são fortes, rápidos de fabricar e relativamente leves, exigindo um mínimo de maquinário pesado para serem instalados. Embora muito diferentes nos materiais utilizados, todos esses elementos estruturais utilizam o mesmo princípio de resistência compartilhada que as vigas mais tradicionais de aço e concreto.

Qual ​​é a diferença entre viga composta e selada?

Como mencionado anteriormente, estruturas e edifícios contêm uma ampla variedade de tipos de vigas. As vigas compostas são apenas um dos mais de 20 tipos usados ​​na construção moderna. Mas talvez você tenha se deparado com o termo "feixe selada" e o ache um pouco confuso. Uma viga selada tem alguma coisa a ver com construção?

Como se vê, vigas seladas não são do mundo da construção. Eles são um tipo de design de farol de automóvel que incorpora uma lâmpada colocada atrás de uma lente e selada em uma unidade autônoma. Estes eram o tipo da velha escola que a maioria dos carros vinha equipada antes de 1990. Você encontrará principalmente faróis de feixe composto nos veículos de hoje:Eles são específicos de marca/modelo, permitindo que você substitua apenas a lâmpada se ela queimar. Em contraste, você tinha que substituir um farol selado inteiro se estivesse com defeito.

Tipos de vigas de construção

Então, agora que sabemos que as vigas seladas não têm conexão com o mundo da construção, vamos fazer uma rápida revisão dos tipos mais comuns de vigas. Você os encontrará classificados com base em algumas características lógicas, incluindo condições de suporte, materiais de construção, geometria, formas de seção transversal e método de construção.

Materiais de vigas e condições de suporte

As vigas mistas se enquadram na mesma categoria do concreto armado, aço e madeira. A maioria é feita combinando aço com concreto armado, mas outros estilos combinam compósitos plásticos e madeira com concreto. Outras vigas classificadas por materiais de construção incluem aço puro, madeira e concreto armado.

As vigas de construção também são categorizadas pela forma como são suportadas. As vigas simplesmente apoiadas repousam sobre suportes fixados em uma extremidade e suportes de rolos na outra. Graças a esta configuração, é livre para rodar. As vigas fixas, por outro lado, possuem apoios em ambas as extremidades, mas não podem girar. As vigas em balanço são presas a uma superfície vertical e se estendem a partir dela. Eles são comumente usados ​​para criar estruturas como janelas de sacada e varandas. As vigas contínuas são equipadas com mais de dois suportes ao longo de todo o comprimento.

Geometria de vigas e formas de seção transversal

A forma e a geometria também desempenham papéis importantes na função de uma viga. Aqueles com formas de seção transversal são tipicamente feitos de concreto armado, aço ou uma mistura dos dois. Os projetos típicos incluem retangular, em forma de T, em forma de L, reto, curvo ou cônico.

Método de construção

As vigas de concreto podem ser modeladas através de métodos de fabricação específicos para fornecer o melhor suporte possível. As vigas de concreto moldadas in situ são fabricadas no local, enquanto as vigas de concreto pré-moldado são fabricadas em fábricas antes do início da projeção da construção. Existem também vigas de concreto protendido, que contêm fios metálicos pré-tensionados dentro de cada viga para melhorar seu desempenho.

Que tipo de espumas são usadas para vigas compostas?

Você já aprendeu sobre compostos e outros tipos de vigas usadas na construção civil. Mas outro tipo de viga mista é usado em ambientes de alto desempenho:a viga sanduíche. Esta estrutura é normalmente usada na indústria aeroespacial, automóveis, embarcações marítimas e produção de turbinas eólicas. As vigas compostas sanduíche têm muitos benefícios:resistência, resistência à fadiga, durabilidade e rigidez.

Como as vigas sanduíche são construídas

As vigas compostas sanduíche geralmente consistem em um núcleo interno de baixa rigidez e baixa densidade emparelhado com duas peles externas e um adesivo forte. Os revestimentos externos geralmente contêm fibra de carbono ou alumínio aeroespacial, mas também podem ser fabricados a partir de laminados de vidro, termoplásticos reforçados com fibra de carbono ou polímeros termofixos. Seus interiores de baixa densidade são compostos de espuma de célula aberta ou fechada. Os fabricantes podem escolher entre uma variedade seletiva de materiais ao criar vigas compostas em sanduíche:

• Espuma Nomex
• Favo de mel de metal
• Espumas de polímeros plásticos

Espumas Nomex

O Nomex é um polímero de meta-aramida durável, resistente ao calor e à chama, criado pela DuPont no início dos anos 1960. Nomex possui uma resistência à tração de 340 megapascals, aproximadamente equivalente a 49.300 psi. Ele também pode lidar com temperaturas de até quase 700 graus Fahrenheit.

Espumas de Polímero

As espumas de polímeros plásticos também são escolhas populares para núcleos de vigas compostas sanduíche. Poliuretano, cloreto de polivinila, polietileno e poliestireno são os mais utilizados. Como o Nomex, eles criam um interior de baixa densidade.

Benefícios das vigas compostas sanduíche

As vigas mistas sanduíche oferecem algumas vantagens importantes do ponto de vista da engenharia. Ao combinar revestimentos externos rígidos com núcleos internos de baixa densidade, essas vigas oferecem resistência superior e reduzem o peso geral. Este projeto resulta em alta resistência à flexão e rigidez em relação ao peso das vigas. Dependendo dos materiais específicos dentro de cada viga, eles também podem oferecer propriedades de isolamento térmico, além de resistência à corrosão e estabilidade. Eles também oferecem resistência a colisões superior, a capacidade de absorver a energia do impacto durante as colisões.