O Método das Forças é amplamente utilizado na análise de estruturas hiperestáticas, como quadros planos e grelhas. Esse método, também conhecido como método da flexibilidade, consiste em resolver hiperestaticidades aplicando equações de equilíbrio e compatibilidade de deformações. A abordagem é ideal para sistemas estruturais nos quais é necessário determinar forças internas adicionais, causadas por vínculos redundantes, que excedem as equações de equilíbrio estático.
Segundo Timoshenko e Gere (2012), "o método das forças, ao focar nas condições de compatibilidade e nas redundâncias estruturais, é adequado para a análise de quadros e grelhas, especialmente na determinação de esforços internos em estruturas hiperestáticas." Beer, Johnston e Eisenberg (2013) ressaltam que o método é particularmente eficaz para estruturas com poucas redundâncias, mas pode se tornar complexo para sistemas com múltiplas hiperestaticidades.
Considere um pórtico plano, composto por dois pilares verticais de comprimento L e uma viga horizontal de comprimento 2L, submetida a uma carga pontual vertical de intensidade P aplicada no meio do vão da viga. A estrutura está engastada no ponto A (na base do pilar à esquerda) e possui um apoio articulado móvel no ponto B (na base do pilar à direita). Portanto, o pórtico em questão é hiperestático de grau 1.
Assinale a alternativa que descreve corretamente o procedimento a ser seguido para lidar com a hiperestaticidade do sistema e determinar os esforços internos e reações por meio do Método das Forças.
Substituir o engaste no ponto A por uma articulação móvel, e utilizar a equação de equilíbrio global para calcular a redundância do sistema.
Aplicar diretamente as equações de equilíbrio global e local para determinar as forças de reação e os esforços internos, sem necessidade de modificar o sistema.
Introduzir uma força interna redundante na viga horizontal e resolver o sistema utilizando apenas as equações de equilíbrio estático para calcular a redundância.
Resolver o sistema utilizando o Método dos Deslocamentos para determinar os deslocamentos nas articulações, uma vez que o Método das Forças não é adequado para sistemas hiperestáticos.
Remover a articulação no ponto B, resolver o sistema como isostático, e depois aplicar a equação de compatibilidade de deformações para calcular a redundância e restabelecer a estrutura original.
