Consideração do Schöck Isokorb® no cálculo do MEF do RFEM

Modelação da estrutura

A rotura térmica dos lados exterior e interior é geralmente realizada através de uma faixa isolante feita de isopor dura. No caso de Schöck Iskorb®, as forças de tração são absorvidas pelo aço inoxidável e as forças de compressão por betão de alto desempenho armado com microfibras com um revestimento plástico PE-HD através da camada isolante. A transferência de momentos de torção através da camada isolante não é portanto possível. Dependendo do tipo de Isokorb® selecionado, podem ser transferidos momentos e/ou forças de corte. Esta transmissão de forças limitada tem de ser considerada no cálculo estrutural.

As informações técnicas segundo o EC 2 [1] para o Isokorb® incluem uma diretiva do MEF que descreve a modelação. A empresa Schöck recomenda a seguinte abordagem para o dimensionamento de Schöck Iskorb® utilizando o método de elementos finitos:

• Separe o elemento externo da estrutura de apoio do edifício.
• Determine os esforços internos no apoio do componente externo, tendo em consideração os valores de rigidez da mola (recomendação para Schöck Isokorb®). Valores de mola aproximados recomendados para Schöck Iskorb®:
  10 000 kNm/rad/m para uma mola de rotação
  250 000 kN/m² para uma mola vertical
• Selecione o tipo Schöck Iskorb® incluindo os valores de cálculo determinados para a força de corte v_Ed e o momento m_Ed.
• Aplique a força de corte calculada v_Ed e os momentos m_Ed como cargas de borda externas na estrutura portante (por exemplo, laje de piso).

Sistema estrutural para Schöck Isokorb® Tipo K de [1]

Ao separar o componente externo da estrutura de apoio de um edifício, as cargas do componente externo têm de ser aplicadas manualmente como cargas de borda adicionais na estrutura de apoio. Conforme apresentado na Figura 02, foi modelado um teto de varanda separadamente da laje de piso e as forças de apoio da laje da varanda foram definidas como uma carga de borda da laje de piso.

Entkoppelte Bemessung von Außenbauteil und Tragstruktur

Modelação no RFEM com articulação de linha

Para evitar um esforço adicional devido à aplicação de cargas de borda do elemento externo, é possível modelar o componente externo em conjunto com a estrutura de apoio no RFEM. Assim, a transmissão de força limitada devido ao Iskorb® é considerada corretamente no cálculo do MEF, mas deve ser disposta uma articulação de linha na interseção entre o componente externo e interno (local de instalação do Isokorb®). Ao definir as propriedades de articulação, o efeito específico pode ser considerado no fluxo de força. A articulação de linha está disposta no lado exterior (lado da varanda) neste caso. Note que não é possível definir qualquer não linearidade para as propriedades de articulação quando utiliza a articulação de linha. No entanto, a articulação de linha é suficiente para a aplicação geral de Isokorb®, por exemplo, no caso de uma laje de varanda em consola onde o momento e a força de corte atuam apenas numa direção.

Definition eines Liniengelenkes mit den Isokorb®-Eigenschaften

Modelação no RFEM utilizando libertação de linha

Dependendo do tipo de Isokorb® selecionado, as forças transferíveis são diferentes. Assim, dependendo do tipo, também podem ser transmitidos momentos e forças de corte em apenas uma direção. Ao definir uma transmissão de força não linear (por exemplo, uma rotura numa direção) numa linha de ligação entre o componente externo e interno, pode utilizar uma libertação de linha no RFEM. No primeiro passo, é necessário definir um tipo de libertação de linha com as propriedades correspondentes do Isokorb® selecionado. Para desativar o efeito da mola numa direção, selecione a opção "Atividade parcial ..." em "Não linearidade" e nos detalhes correspondentes selecione a opção "Ineficácia da mola" na respetiva direção. A Figura 04 mostra as propriedades de um Iskorb® tipo K com a opção de transferir uma direção de força (tração) e uma direção de translação.

Tipo de libertação de linha com propriedades não lineares

O tipo de libertação de linha apresentado na Figura 04 é definido como uma libertação de linha na linha de ligação entre os componentes externo e interno.

Definition einer Linienfreigabe mit den nichtlinearen Isokorb®-Eigenschaften

Avaliação dos resultados

O dimensionamento de Isokorb® requer a transmissão das forças internas de cálculo. Ao modelar os componentes separadamente, como mostra a Figura 01, podem ser utilizadas as forças de apoio do componente externo. Quando utiliza uma articulação de linha ou uma libertação de linha para a modelação, pode apresentar as forças a serem transmitidas através da "Mostração de resultados nas secções". Desta forma, é possível gerar um corte na linha de ligação (Isokorb®) e selecionar o número da superfície do componente externo para a saída de resultados. A Figura 06 mostra uma comparação dos momentos fletores de placas mx resultantes dos métodos de modelação descritos acima. Aqui é possível identificar uma boa concordância entre os resultados das abordagens de modelação individuais.

Gegenüberstellung der Biegemomente mx für die einzelnen Modellierungsansätze

Referências