Devido à forma geométrica e ao processo de fabricação da madeira laminada colada curvada, é necessário realizar verificações separadas durante o dimensionamento. Por um lado, a distribuição da tensão de flexão ao longo da profundidade da viga não é linear; além disso, ocorrem tensões durante o fabrico devido à flexão das lamelas. A primeira deve -se ao facto de os grãos no interior serem mais curtos do que os do exterior. Assim, aplica-se o seguinte, assumindo as hipóteses de Bernoulli (as secções planas permanecem planas) e assumindo que a linha zero está no centro de gravidade:
Levando em consideração a lei de Hooke, as tensões da borda interna são maiores do que as externas:
fb = E ∙ ε → fb, i > fb, o
Estas características são tidas em consideração no dimensionamento de acordo com [1] com o fator de curvatura Cc , que serve de fator de ajustamento para o valor de cálculo da resistência à flexão:
Fb '= Fb ∙ CD ∙ CM ∙ Ct ∙ CV ∙ Cc
Für das in Bild 03 dargestellte System resultiert unter Berücksichtigung des 20-fachen Eigengewichtes und einer linearen Spannungsverteilung eine maximale Biegespannung im Firstquerschnitt von 1925,1 psi. Betrachtet man die Spannungen in einer FEM-Analyse (siehe Bild 03 unten) werden wegen vorstehender Erläuterung wie erwartet größere Biegespannungen (1986,4 psi) ausgegeben.
Para o dimensionamento das vigas curvadas no RF-/TIMBER AWC, é tida em consideraçãoesta discrepância com o fator de curvatura C c , conforme requerido em [1] (ver Figura 04).
Vergrößert das Biegemoment den Krümmungsradius, entstehen dadurch zusätzlich Zugspannungen quer zur Faser. Se o momento fletor reduz o raio de curvatura, ocorrem tensões de compressão na fibra. Uma representação esquemática de como ocorrem essas tensões é apresentada na Figura 05, tendo em conta uma distribuição linear de tensões longitudinal (fb, x ).
Estas tensões radiais devem ser consideradas no dimensionamento, uma vez que têm uma influência decisiva na capacidade de carga. Resultam numa secção constante ao longo da altura da viga para:
As tensões tornam -se máximas na altura do eixo neutro, a partir do qual se segue:
Uma vez que estas tensões radiais não podem ser detetadas com uma viga (1D), estas devem ser determinadas analiticamente. A Figura 06 mostra os resultados do cálculo MEF (2D) para transversal (superior) e lateral (inferior). Os resultados são quase idênticos à solução analítica utilizada para o dimensionamento de vigas no RF-/TIMBER AWC (ver Figura 07).
Se a verificação não for fornecida, a madeira irá fender ao nível do eixo neutro (ver Figura 05 à direita). Para evitar isso, podem ser aparafusadas armaduras de tração transversais, por exemplo, na forma de parafusos totalmente roscados, que absorvem as tensões de tração transversais. A força que atua no parafuso pode ser determinada aproximadamente manualmente da seguinte forma:
Tr,t = frt ∙ b ∙ s = 35,4 psi ∙ 8,75 in ∙ 11,5 in = 3,562 lbf
Tr, t = força radial no parafuso
frt = tensão de tração radial
b = largura da viga
s = espaçamento entre armadura radial
No caso de um modelo de superfície no RFEM, estas forças podem ser integradas diretamente a partir das forças internas nas superfícies numa viga resultante. Esta viga resultante não traz nenhuma rigidez adicional para o sistema, mas apenas integra as forças internas nas superfícies. Assim, a força normal da viga ou do elemento de armadura pode ser lida diretamente (ver Figura 08).
Com o RFEM, podem ser dimensionadas em detalhe formas de apoio ainda mais complexas. Se as formas das vigas divergem das formas padronizadas das vigas, um cálculo de MEF com superfícies pode ser útil, conforme descrito acima.
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