Diagramas de Esforço Normal (N)
Tração e compressão ao longo do eixo da barra — a língua das treliças, pilares e contraventamentos
O diagrama de esforço normal mostra a força que age ao longo do eixo de cada barra. O CalcSteel segue a convenção universal: N positivo é tração (a barra está sendo esticada), N negativo é compressão (a barra está sendo espremida). A distinção não é cosmética — barra tracionada se verifica contra escoamento e ruptura; barra comprimida vive ou morre pela flambagem.
1. Lendo o Diagrama de Normal
Numa barra sem cargas axiais intermediárias, N é constante ao longo do comprimento — o diagrama é um retângulo. Pilares acumulam carga pavimento a pavimento (e o peso próprio), então N cresce em direção à base. Numa treliça ideal, com barras rotuladas e cargas só nos nós, toda barra carrega esforço axial puro: é isso que torna treliças tão eficientes.
Treliça clássica sob cargas gravitacionais: banzo inferior e diagonais internas tracionados (azul), banzo superior e diagonais de extremidade comprimidos (vermelho).
Pilar sob carga de topo P: compressão −P no topo, crescendo até −P−W na base com o acúmulo do peso próprio W.
2. N no CalcSteel — tirantes inclusos
Ative o diagrama N no botão de Esforços (F) do painel de diagramas — é plotado em azul, com o pico de cada barra numa pílula escura, em kN (kip em unidades imperiais). Barras classificadas como tirantes (contraventamento só-tração) têm tratamento especial: a cada combinação o solver itera automaticamente para decidir se o tirante está ativo (tracionado) ou frouxo (seria comprimido), e tirantes frouxos aparecem em cinza claro.
Lendo esforço normal na prática
- F → N — o diagrama de normal. Positivo = tração, negativo = compressão; o sinal importa mais que o módulo.
- K — Probe: leia N em qualquer ponto da barra — útil em pilares onde N varia com a altura.
- Orig / ENV / CB… — um contraventamento tracionado num sentido do vento costuma estar comprimido no outro. O envelope mostra os dois extremos; o dimensionamento precisa de cada combinação.
- λ — os esforços axiais da análise alimentam a rigidez geométrica da Análise Linear de Flambagem — veja a página do diagrama de flambagem.
3. Do N à Verificação de Norma
O sinal de N decide qual capítulo da norma se aplica. Barras tracionadas são verificadas contra escoamento da seção bruta e ruptura da seção líquida nas ligações. Barras comprimidas são verificadas contra flambagem por flexão, torção e local — e a esbeltez é limitada pela boa prática:
- NBR 8800 — Tração (seção 5.2) — escoamento, ruptura e a redução de área líquida em extremidades parafusadas.
- NBR 8800 — Compressão (seção 5.3) — a curva de flambagem, o fator de redução χ e os comprimentos efetivos.
- AISC 360 — Tração (D) e Compressão (E) — os equivalentes americanos das mesmas verificações.
- N + M combinados — pilares reais também carregam momento; a equação de interação liga esta página à de flexão.
Checklist de sanidade
- Soma dos normais dos pilares na base ≈ carga vertical total. Se não bater, algo está flutuando ou duplamente apoiado.
- Estrutura simétrica + carga simétrica → N simétrico. Um mapa axial assimétrico sob carga simétrica aponta deslize de modelagem.
- Contraventamento em X modelado como tirante: espere uma diagonal ativa e a gêmea frouxa (cinza) por sentido de vento — as duas totalmente mobilizadas ao mesmo tempo significa que não são tirantes de verdade.
- Barras comprimidas longas com λ perto de 200 são legais porém nervosas — qualquer carga ou imperfeição extra come a margem. Considere travar o meio do vão.
