Dimensionamento de uma viga de vão único de acordo com o Eurocódigo 3

Sistema estrutural e carregamento

Uma secção I soldada de classe de aço S235 tem as seguintes dimensões em mm:
Altura = 500/300
Largura = 200
Espessura da alma = 14
Espessura do banzo = 14
Espessura de soldadura = 4

Sistema estrutural e carregamento

Dimensionamento de acordo com o método geral 6.3.4 EN 1993-1-1

O dimensionamento da viga é realizado como um dimensionamento de um conjunto de barras no RF-/STEEL EC3. Uma vez que os conjuntos de barras são dimensionados no RF‑/STEEL EC3 de acordo com o método geral por defeito, não são necessárias outras configurações. Na janela 1.7 Apoio nodal e na correspondente vista parcial, é possível verificar facilmente as condições de fronteira do conjunto de barras. Além disso, pode verificar a orientação do sistema de coordenadas local. O sistema de eixos local pode ser ativado clicando no botão correspondente no gráfico de vista parcial. Como fica claro nas condições de fronteira dos apoios nodais, existem graus de liberdade no dimensionamento de acordo com o Método Geral que caracterizam a rotura do plano do pórtico. Os apoios nodais devem ser definidos como restrições laterais e de torção neste exemplo. Os apoios predefinidos já correspondem a este tipo de apoio, pelo que o cálculo pode ser iniciado diretamente.

Entrada de apoios nodais

O dimensionamento de acordo com o método geral está cumprido e dá o resultado de 0,97. O fator crítico α_{cr, op} é 1,647.

Tabela de resultados

Pode verificar o modo de falha numa janela de visualização parcial separada, que pode ser aberta clicando no botão [Formas de modo] à direita da relação de dimensionamento máxima.

forma própria

Grafische Ausgabe der Ergebnisse

Nachweis nach Theorie II. Ordnung mit RF-/STAHL Wölbkrafttorsion

Para comparar os resultados do dimensionamento de acordo com o método geral com o dimensionamento de acordo com a análise de segunda ordem, o caso de dimensionamento é duplicado clicando em "Ficheiro" → "Copiar caso". Agora, o novo caso de dimensionamento pode ser ajustado para o dimensionamento de acordo com a análise de segunda ordem. O dimensionamento de acordo com a análise de segunda ordem, tendo em conta o empenamento, é realizado como dimensionamento de tensões equivalentes e pode ser selecionado em "Detalhes" → "Torção de empenamento".

Este método de dimensionamento está disponível apenas para conjuntos de barras. Como no primeiro caso de dimensionamento, os apoios nodais têm de ser verificados e ajustados. Como pode ver na janela de introdução dos apoios nodais, a extensão do módulo RF-/STEEL Warping Torsion considera não apenas quatro graus de liberdade, mas sim sete. No nosso exemplo, é importante fornecer as extremidades da barra na direção X com apoios livres; caso contrário, a força axial não é aplicada ao componente.

Entrada de apoios nodais

Para o seguinte dimensionamento, é importante não só introduzir os apoios nodais, mas também, em particular, especificar a imperfeição. Pode encontrar isso no Anexo Nacional da EN 1993-1-1, por exemplo. A Tabela NA.2 fornece as informações correspondentes para este exemplo: e₀/1 = 1/300 aplica -se a uma secção em I soldada com h/b> 2. Este valor tem de ser duplicado se a relação de esbelteza se encontra no intervalo de 0,7 a 1,3. A relação de esbelteza pode ser definida pelo valor λ_{cr, op} no primeiro caso de dimensionamento, de acordo com o método geral. No nosso exemplo, o valor de 1/300 é definido para a pré -curvatura. Finalmente, o dimensionamento pode ser realizado.

Definição de imperfeição

O dimensionamento está cumprido e dá o resultado de 0,90. O valor de encurvadura crítico é 1,651.

Tabela de resultados

Grafische Ausgabe der Ergebnisse

Nachweis nach Theorie II. Ordnung mit RF-/STAHL Wölbkrafttorsion und RF-/STAHL Plastizität

Para um dimensionamento mais eficiente, está disponível a extensão RF-/STEEL Plasticity do módulo adicional RF-/STEEL EC3. Permite analisar as forças internas de acordo com a análise de segunda ordem a partir da análise de torção de empenamento com o método das forças internas parciais de acordo com Kindmann para a análise de estabilidade de um conjunto de barras, ou com o método Simplex para secções gerais.

Após copiar o segundo caso de dimensionamento, o dimensionamento de plástico pode ser ativado em "Detalhes" → "Plasticidade". Ao copiar o segundo caso de dimensionamento, os apoios nodais corretos já foram adotados. No entanto, é necessário verificar e ajustar a imperfeição. A Tabela NA.2 indica um valor de 1/200 para o dimensionamento plástico de uma secção em I soldada com h/b> 2.

Definição de imperfeição

Agora, o dimensionamento pode ser realizado e está concluído.

Tabela de resultados

Grafische Ausgabe der Ergebnisse

Conclusão

Para componentes estruturais cónicos, estão disponíveis dois métodos de dimensionamento no RF-/STEEL EC3. Além do método geral integrado de acordo com o cap. 6.3.4 da EN 1993-1-1, pode realizar o dimensionamento de acordo com a análise de segunda ordem, incluindo a consideração de empenamento na extensão do módulo RF-/STEEL Warping Torsion. Além disso, a análise de torção de empenamento pode ser aplicada a outras secções e situações de carga.

Para um dimensionamento mais eficiente, pode realizar um dimensionamento plástico de acordo com o método das forças internas parciais (PIFM) ou de acordo com o método Simplex na extensão do módulo RF-/STEEL Plasticity, além da análise de torção de empenamento.

Referências