Sistema
A secção do pilar é uma secção oca quadrada. O sistema estrutural e a carga de cálculo são apresentados na Figura 01.
Dimensionamento,
Os pilares de aço apresentados na Figura 1 estão sujeitos a cargas específicas e a sua encurvadura por flexão será analisada. Uma vez que existe compressão axial no caso atual, o dimensionamento pode ser realizado de acordo com a EN 1993-1-1, secção 6.3.1. O dimensionamento de acordo com a análise de segunda ordem com contra-flecha também seria uma opção.
O objetivo é chegar a uma conclusão em termos de eficiência e analisar a aplicação de resistências superiores ao aço.
A tabela seguinte mostra as verificações correspondentes com o cálculo manual.
Secção | QHP 260x8 | QHP 300x6 | QHP 250x6,3 |
Material | S 235 | S 235 | S 550 |
Classificação | |||
---|---|---|---|
c/t | 28,5 | 46 | 35,68 |
Área de secção [cm²] | 79,95 | 70,17 | 60,99 |
Tensão [kN/cm²] | -12,51 | -14,25 | -16,40 |
Relação de tensões | 1,0 | 1,0 | 1,0 |
Fator do material | 1,0 | 1,0 | 0,65 |
C/t máx. Para Classe 1 | 33 | 33 | 21,57 |
C/t máx. Para Classe 2 | 38 | 38 | 24,84 |
C/t máx. Para Classe 3 | 42 | 42 | 27,45 |
Classe de secção | 1 | 4 | 4 |
Propriedades de secções efetivas | |||
| 0,81 | 0,97 | |
| 0,89 | 0,8 | |
beff = ρ ∙ b [cm] | 24,81 | 17,98 | |
A ou Aeff [cm²] | 79,95 | 63,51 | 49,79 |
Verificação da encurvadura por flexão | |||
| 1745,66 | 2 089,14 | 1246,46 |
Npl = A ∙ fy ou Aeff fy [kN] | 1.878,83 | 1492,49 | 2738,45 |
| 1,04 | 0,85 | 1,48 |
Fator de imperfeição α | 0,21 (BC a) | 0,21 (BC a) | 0,13 (BC a0 ) |
Φ = 0,5 ∙ [1 + α (λ - 0,2) + λ²] | 1,13 | 0,93 | 1,68 |
| 0,639 | 0,769 | 0,404 |
| 1091,4 | 1043,4 | 1005,8 |
| 0,92 | 0,96 | 0,99 |
Todos os três pilares podem suportar a carga especificada. O pilar do meio tem maiores dimensões exteriores, mas é esbelto em relação às dimensões da secção transversal. A secção é, portanto, classificada na classe de secção 4 e o dimensionamento tem de ser realizado com a área de secção efetiva de acordo com a EN 1993-1-5. Isto resulta numa redução de 11% devido à encurvadura local. No entanto, as maiores dimensões externas têm um efeito positivo na carga crítica Ncr. Como resultado, este pilar tem uma relação de esbelteza mais favorável para a encurvadura por flexão.
No caso do pilar do meio (barra 2), cerca de 12% da área da secção transversal pode ser guardada em comparação com o pilar da esquerda que tem a mesma classe de aço.
No caso do pilar da direita (barra 3), cerca de 13% da área da secção transversal ainda pode ser reduzida em comparação com o pilar do meio. As dimensões menores têm um efeito negativo na carga crítica. Cerca de 20% da área da secção também é ineficaz devido à encurvadura local. A relação de esbelteza deste pilar é significativamente pior do que a das outros pilares, embora seja permitido calcular Ncr com a área da secção real. No entanto, o dimensionamento é cumprido devido à maior tensão de cedência.
Os resultados do dimensionamento com o RF-/STEEL EC3 são apresentados na Figura 02.