8448x
001396
2017-01-25

Cálculo de propriedades da secção efetiva

Antes de analisar as secções de aço, estas são classificadas de acordo com a EN 1993-1-1, cap. 5.5, em relação à sua resistência e capacidade de rotação. Assim, as partes individuais da secção são analisadas e atribuídas às classes 1 a 4. As classes de secção são determinadas posteriormente e, geralmente, atribuídas à classe mais alta das partes da secção. Se a resistência plástica tiver de ser aplicada para continuar o dimensionamento de secções de classe 1 e 2, pode analisar a resistência elástica de secções a partir da classe 3. No caso de secções de classe 4, a encurvadura local já ocorre antes de atingir o momento elástico. Para ter em consideração este efeito, pode utilizar larguras efetivas. Este artigo descreve o cálculo das propriedades da secção efetiva com mais detalhe.

Processo de cálculo

No primeiro passo do cálculo, a distribuição de tensões é determinada numa secção bruta. De acordo com a EN 1993-1-5, cap. 4.4 [2] , o valor de encurvadura kσ das partes da secção sujeitas a compressão pode ser determinado utilizando as tensões existentes. A largura efetiva beff da parte da secção é calculada com base na relação de esbelteza para a encurvadura λp e no fator de redução resultante ρ. A redução resultante é deduzida de toda a secção. Obtém-se assim o resultado das novas dimensões e propriedades da secção.

Neste ponto, o cálculo ainda não está completo. Há mais uma etapa de iteração, onde a nova distribuição de tensões com as forças internas existentes é calculada com base na secção reduzida. Os seguintes pontos devem ser considerados:

  1. Ao reduzir a secção, o centro de gravidade é deslocado. As possíveis forças normais atuantes geram um momento adicional à distância do novo centro de gravidade em relação ao antigo.
  2. A redução da secção também pode ter um efeito na rotação dos eixos principais. Em tais casos, o momento de desvio Iyz deve ser considerado.

Após a determinação das tensões, é novamente verificada a esbelteza das partes da secção sujeitas a compressão. Se forem necessárias mais reduções, o processo iterativo continua enquanto não ocorrerem alterações significativas na secção. Só depois é possível realizar as respetivas verificações das secções efetivas.

Conclusão

A determinação rápida de secções efetivas realizadas inicialmente pode facilmente tornar-se um cálculo demorado devido às várias iterações necessárias. Estas dificuldades podem ser facilmente evitadas com o poderoso programa SHAPE-THIN assim como os módulos adicionais para análise e dimensionamento de estruturas de aço.

Referências

[1] Eurocódigo 3: Projeto de estruturas em aço - Parte 1-1: Regras gerais e regras para edifícios; EN 1993-1-1:2005 + AC:2009
[2] Eurocódigo 3: Projeto de estruturas em aço - Parte 1-5: Elementos estruturais constituídos por placas; EN 1993-1-5:2006 + AC:2009
[3] Kuhlmann, U. (Ed.): Stahlbau-Kalender 2013: Eurocódigo 3 - Anwendungsnormen, Stahl im Industrie- und Anlagenbau. Berlin: Ernst & Sohn.


Autor

O Eng. Sühnel é responsável pela garantia de qualidade do RSTAB, participa no desenvolvimento de produtos e dá apoio técnico aos nossos clientes.

Ligações