Calculadora de estabilidade ao tombamento e deslizamento

O que é uma verificação de tombamento e deslizamento?

Uma força horizontal (vento, empuxo de terra, impacto) pode mover um corpo de duas maneiras: empurrar o corpo ao longo da base ou causar seu tombamento sobre a borda frontal. Os dois casos são verificados separadamente.

Tombamento: se a força horizontal atua à altura h acima da base, o momento de tombamento é M_d = H × h. O peso do corpo resiste a ele. Com o centro de gravidade à distância x_W da borda de tombamento, o momento estabilizante é M_r = W × x_W. O fator de segurança é FS_d = M_r / M_d.

Deslizamento: o atrito na base resiste ao deslizamento. A resistência por atrito é μ × N e o fator de segurança é FS_k = μ × N / H, em que N é a força vertical total.

Exemplo

Um bloco com largura de 1,5 m e peso de 30 kN recebe uma força de 10 kN a 1,2 m acima da base. O momento de tombamento é 10 × 1,2 = 12 kN·m, o estabilizante é 30 × 0,75 = 22,5 kN·m e o fator de segurança contra tombamento é 1,875. Com coeficiente de atrito de 0,5, a resistência por atrito é 15 kN e o fator contra deslizamento é 1,5. Se a força aumentar, o bloco começa a deslizar em 15 kN e a tombar em 18,75 kN. Ele desliza primeiro.

O corpo desliza ou tomba primeiro?

O corpo começa a tombar quando H × h = W × x_W e a deslizar quando H = μ × W. Um ponto de aplicação alto e uma base estreita favorecem o tombamento. Um ponto de aplicação baixo e uma superfície escorregadia favorecem o deslizamento. A calculadora informa ambas as forças limite.

Onde passa a resultante

A resultante das forças verticais e horizontais cruza a base a uma distância e do meio. Quando essa distância supera B / 6, a borda traseira de uma base apoiada no solo perde contato, e a pressão na borda frontal aumenta rapidamente. Para estruturas sobre o solo, a pressão de contato deve ser verificada separadamente mesmo quando o fator contra tombamento é adequado.

Limites

O cálculo considera somente equilíbrio estático. Empuxo de terra em muro de arrimo, resistência passiva, pressão da água e ação sísmica estão fora do escopo. O valor 1,5 é um limite inferior comum, mas não vale para toda norma ou tipo de estrutura.

Perguntas frequentes

Como calcular o fator de segurança contra tombamento?

Neste exemplo, para um peso central de 30 kN, largura da base de 1,5 m e força horizontal de 10 kN à altura de 1,2 m, o momento de tombamento é 12 kN·m e o fator de segurança é 1,875. Divida o momento estabilizante pelo de tombamento. Este cálculo preliminar exclui a capacidade de suporte do solo e as cargas sísmicas, e o fator mínimo exigido vem da norma aplicável.

Calcular com estes valores