Exportação da rigidez da mola do RF- / FOUNDATION Pro e influência no dimensionamento da coluna

A entrada necessária para este fim é descrita no seguinte artigo. Além disso, serão apresentados os efeitos dessa exportação em outros dimensionamentos (por exemplo, análise de estabilidade de pilares de betão armado).

Sistema em consideração

Para este exemplo, consideramos o sistema de colunas de betão armado apresentado na Figura 01. É um sistema constituído por quatro parêntesis, os quais são montados nas suas bases numa posição fixa sobre os eixos X e Y. Os quatro parênteses de macaco estão unidos um ao outro por meio de barras de ligação articuladas (barras de viga com articulações de barras). Nos pontos de acoplamento, o sistema é apoiado por um apoio pontiagudo na direção Y global, porque neste exemplo apenas é analisada a encurvadura na direção global X. As secções individuais podem ser encontradas no ficheiro disponível para transferência.

Sistema de pilares estruturais em betão armado com barras de acoplamento

Carreg combinatória e carregamento

Quatro casos de carga são considerados:
Caso de carga 1 = peso próprio
Caso de carga 2 = vento em + X
Caso de carga 3 = neve
Caso de carga 4 = imperfeição em + X

No RFEM, as combinações de carga segundo a EN 1990 podem ser criadas automaticamente para as situações de dimensionamento estado limite de utilização, estado limite de utilização e estabilidade da posição. Para este exemplo, as combinações de carga são necessárias porque um cálculo de acordo com a análise de segunda ordem deve ser realizado tendo em consideração a rigidez efetiva no estado II dos pilares de betão armado. Para as combinações de carga para o dimensionamento do estado limite de utilização, os efeitos da análise de segunda ordem e da imperfeição são desativados.

Generierte Lastkombinationen für die Bemessung

A carga aplicada nos casos de carga individuais pode ser visualizada no arquivo do modelo.

Dimensionamento de pilares de betão armado

Num primeiro passo, são calculadas as forças internas das combinações de carga individuais (determinação elástica linear das forças internas). Em seguida, são aplicados para o dimensionamento no RF-CONCRETE Members. No módulo adicional RF-CONCRETE Members, é criado um caso de dimensionamento onde são dimensionados os pilares de betão armado. Para o dimensionamento no estado limite último, é selecionada aqui a opção "Esquema não linear (estado II)".

Opção "Cálculo não linear" na janela "1.1 Dados gerais" do RF-CONCRETE Members

Nas configurações para o cálculo não linear, é selecionada a opção "Método de cálculo geral para barras com compressão de acordo com a análise de segunda ordem (EN 1992-1-1, 5.8.6)".

Configuração para cálculo não-linear

Com as configurações mencionadas acima, o RF-CONCRETE Members calcula primeiro uma armadura estaticamente exigida a partir do dimensionamento da secção com as forças internas do LCs (dimensionamento linear elástico). Por fim, é criada uma armadura prevista a partir da armadura necessária e as especificações do utilizador para uma armadura básica ou mínima, a qual é então aplicada para o dimensionamento não linear.

Neste exemplo, os pilares com uma armadura de 4 Ø 20 são reforçados em cada lado da secção.

Definition der vorhandenen Grundbewehrung

A armadura resultante fornecida é aplicada para o dimensionamento não linear. Agora, o RF-CONCRETE Members calcula a gama de segurança fornecida no estado II e, alternativamente, fornece uma relação efetiva 1 / gama das barras.

Verlauf 1/Gamma des Stützensystems

Tenha em atenção que os resultados deste cálculo não linear foram determinados com base na armadura fornecida. A partir da relação de dimensionamento exibida e da armadura longitudinal fornecida, no entanto, não é possível concluir que a relação de dimensionamento é maior e o número de objetos de ferro longitudinalmente é simultaneamente reduzido. Se o número, posição ou secção da armadura longitudinal é ajustada, é essencial recalcular o dimensionamento não linear.

Dimensionamento de lajes de fundação

As placas de fundação são agora dimensionadas para as restrições fixas. Isto é feito no módulo adicional RF-FOUNDATION Pro. As placas de fundação com as seguintes dimensões são dimensionadas:

• Comprimento = 1,75 m
• Largura = 1,75 m
• Altura = 0,50 m

Voreingestellte Abmessungen der Fundamentplatten

A resistência do rolamento é determinada de acordo com a norma DIN EN 1997-1, Anexo D. Uma mistura de grãos finos rocha-areia é a base para determinar a resistência do rolamento que é predefinida nos parâmetros para o perfil do solo no RF-FOUNDATION Pro por defeito.

A determinação da resistência do rolamento no RF-FOUNDATION Pro é descrita neste artigo.

Para determinar a rigidez da mola para as chapas de fundação no RF-FOUNDATION Pro, primeiro tem de ativar o cálculo de liquidação em [Detalhes]. Nas configurações detalhadas para o cálculo de liquidação, pode utilizar a opção de cálculo para fundação elástica flexivel ou como laje rígida. Para determinar a rigidez da mola e exportá-la para o modelo do RFEM, selecione o cálculo como placa rígida.

Configurações para o cálculo de liquidação

Ao ativar o cálculo de liquidação, o separador "Definição" da caixa de diálogo de entrada "1.4 Cargas" está disponível. Além do CO gerado para os estados limites STR, GEO e EQU, tem de definir a carga para a qual a subsidência deve ser determinada na caixa de diálogo "1.4 Carregar" no separador "Definir". Nesse caso, os COs são retirados da situação de dimensionamento característica. Assim, o programa também requer uma força horizontal ou um momento de apoio para determinar a rotação da fundação ou a rigidez à torção. Isto tem de ser considerado ao selecionar os LCs relevantes.

Für die Setzungsberechnung angesetzte Lastkombinationen

Após o cálculo, pode encontrar os resultados do cálculo de liquidação na caixa de diálogo de resultados "2.2 Critérios de dimensionamento autorizados" para além de todas as outras verificações (estabilidade posicional, rotura da base, rotação da base, dimensionamento da chapa de base, etc.) . Nas tabelas de detalhe, agora é possível observar a rigidez da mola na direção z e os coeficientes de compressão rotacional C _{φ, x} e C _{φ, y} para cada nó e para cada combinação de carga calculada.

Detalhes do resultado para o cálculo da liquidação

A Figura 10 mostra que a constante da mola C _{φ, x} não pôde ser determinada. Isso porque, no exemplo considerado aqui, não é calculada rotação sobre o eixo X (sistema de fotogramas 2D, momentos apenas sobre o eixo Y).

As constantes de mola agora disponíveis a partir do cálculo de sedimentação podem ser exportadas para o RF-FOUNDATION Pro através do menu Arquivo.

Menu para exportar constantes de mola do RF-FOUNDATION Pro

Após a exportação da rigidez da mola, estão disponíveis no RFEM novos apoios nodais que contêm estas rigidezes da mola. Utilizando os novos apoios nodais, os resultados do RFEM e dos módulos adicionais RF-CONCRETE Members e RF-FOUNDATION Pro serão eliminados.

Recálculo do dimensionamento em betão armado com as constantes de mola do RF-FOUNDATION Pro

Uma vez que os resultados foram eliminados pela exportação da rigidez da mola, o cálculo dos resultados no RF-CONCRETE Members tem de ser reiniciado. As entradas no módulo adicional (especificações de reforço et cetera) permanecem inalteradas por enquanto, conforme descrito acima.

Um novo cálculo não linear dos pilares resulta numa relação> com a armadura prevista anteriormente definida (4 Ø 20 em cada lado) 1,00 A diferença na relação de dimensionamento modificada dos pilares de betão armado resulta da resistência da mola exportada do RF-FOUNDATION Pro no modelo do RFEM e do efeito de redistribuição a partir do cálculo não linear.

Relação de pilares de betão armado alterada devido à rigidez da mola exportada

Num próximo passo, pode ser selecionado um novo grupo de armadura para as barras nos RF-CONCRETE Members com uma relação de dimensionamento> 1,00 e o n�ero ou o di�etro da armadura longitudinal � por exemplo incrementado neste grupo de refor�.

Em alternativa, pode também aumentar o número de barras longitudinais para todas as colunas através de n = 1. Isto resultaria na seguinte relação no presente exemplo.

Relação de pilares de betão armado alterada devido ao aumento da armadura longitudinal

Rigidez dos pilares exportados no estado II

Além disso, é também possível exportar a rigidez no estado II do dimensionamento de pilares no RF-CONCRETE Members para o modelo do RFEM no RFEM. Assim, também é possível utilizar a rigidez do estado II do dimensionamento do betão armado e a rigidez da mola a partir do dimensionamento da fundação para uma posterior determinação das forças internas e dos resultados do dimensionamento.

A exportação de rigidez nas secções fendilhadas (estado II) não é descrita neste exemplo. Mais informação pode ser encontrada aqui na base de dados de conhecimento.

Resumo

Como pode ver neste exemplo, a exportação da rigidez da mola a partir de um cálculo de liquidação no RF-FOUNDATION Pro pode ter uma influência significativa em dimensionamentos mais detalhados. Assim, a aplicação de rigidez realista para apoios nodais deve ser considerada em comparação com um apoio rígido na engenharia estrutural.

O RFEM oferece ao engenheiro estrutural uma opção conveniente para verificar essas influências e analisá-las num ficheiro de modelo.

Atenção: Este artigo foi escrito para análise no RFEM 5. A opção para exportar constantes de mola do FOUNDATION Pro também está disponível no RSTAB 8. A abordagem descrita no RFEM 8 pode ser realizada da mesma forma.