Sistema
A estrutura completa é formada por um semi-pórtico simplesmente apoiado, constituído por uma viga IPE-160 com 6 m de comprimento e um pilar IPE-200 com 4 m. A viga está unida à alma do pilar através de uma chapa de extremidade soldada com 5 mm de espessura através de parafusos 4 x M12.
As cargas da estrutura são o peso próprio assim como uma carga distribuída de 8 kN/m a atuar na direção Z (Figura 01).
A chapa de extremidade tem as dimensões de b/h = 82/160 mm. As distâncias às bordas dos parafusos são de e1/e2 = 44/20,5 mm (Figura 02).
Opção 1: Verificação da ligação com o módulo RF-JOINTS Steel - Pinned
Após modelar a estrutura inclusive o carregamento no RFEM, o módulo adicional RF-JOINTS Steel - Pinned pode ser aberto. Os respetivos dados de entrada podem depois ser definidos no módulo, de maneira que a verificação na ligações pode ser efetuada em pouco tempo.
Neste exemplo, a capacidade portante dos parafusos ao corte é a verificação determinante (relação 47 %, Figura 03). A força de corte máxima existente Fn,Ed de um parafuso individual é de 6,12 kN.
Opção 2: Modelação da ligação no RFEM
A modelação alternativa da ligação no RFEM é efetuada nos seguintes moldes:
- Copiar o modelo para estar da lado da segurança.
- Definir excentricidades na viga (metade da altura da viga na direção Z, espessura da chapa de extremidade + metade da alma do pilar na direção Y, só no final da ligação, ver Figura 04).
- Clicar com o botão direito nas barras → "Gerar superfícies a partir de barras".
- Eliminar apoio nodal, definir apoios de linha articulados na borda inferior do banzo da viga e no final da alma do pilar (ver Figura 05).
- Eliminar carga de barra (8 kN/m) e converter em carga de superfície (97,6 kN/m² no banzo da viga).
Ligação:
- Modelação da chapa de extremidade como elemento sólido (cubóide, ver Figura 06).
- Inserir buracos de parafusos através de aberturas. Veja este artigo: KB | Inserir aberturas, buracos ou furos em sólidos
- Copiar volume de chapa de extremidade para o final da viga. Nota: A chapa de extremidade não deveria estar em contacto com a superfície da alma do pilar devido à ligação articulada, a transmissão de esforços é garantida exclusivamente pelos parafusos (ver Figura 07).
- Copiar aberturas da chapa de extremidade (buracos de parafusos) para a superfície da alma do pilar.
- Para controlar, se não existe mesmo contacto entre a chapa de extremidade e a superfície da alma do pilar, neste ponto pode ser iniciado o cálculo. Deveria aparecer uma mensagem sobre instabilidade.
- Os quatro parafusos podem ser modelados como volumes cilíndricos, partindo de superfícies circulares e superfícies quadrangulares.
- Para obter os esforços internos para os parafusos, é necessário meter uma barra resultante em cada um dos parafusos (ver Figura 08). Neste exemplo, foi optado de forma simplificada por um varão de 12 mm. Na base de dados de conhecimento pode encontrar mais informação sobre o tema barra resultante.
O cálculo resulta numa força transversal máxima num parafuso de Vz = 6,69 kN (ver Figura 09).
Conclusão
Os resultados do programa principal RFEM e do módulo adicional RF-JOINTS Steel - Pinned estão relativamente próximos um do outro, sendo, por isso, praticamente comparáveis. Neste exemplo fica claro, que existem várias opções no RFEM no âmbito da modelação. Em comparação com a verificação rápida no módulo adicional RF-JOINTS Steel - Pinned, o esforço necessário para uma modelação manual é relativamente alto, de maneira que fica ao critério do utilizador escolher o tipo de verificação mais adequado.
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