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2019-07-17

Influência dos parâmetros de encurvadura por flexão-torção no dimensionamento com o RF-/STEEL EC3

As janelas de entrada no RF-/STEEL EC3 distinguem entre as verificações da encurvadura por flexão e encurvadura por flexão-torção. De seguida, um exemplo demonstrará os parâmetros para a encurvadura por flexão-torção.

Num artigo anterior já foram demonstrados os efeitos dos apoios intermédios laterais assim como os comprimentos efetivos Lcr,y/z. Os parâmetros para a encurvadura por flexão-torção, adicionalmente, incluem os comprimentos Lw e LT bem como o coeficiente do comprimento eficaz kz e o coeficiente do comprimento de empenamento kw para uma definição mais detalhada.

Coeficiente de comprimento efetivo kz

Para determinar o momento ideal de encurvadura por flexão-torção, pode ser utilizado um solucionador de valores próprios interno. Isto requer um modelo de barra interno com quatro graus de liberdade (uy, φz, φx, ω).

O coeficiente kz controla o apoio no início e no final da barra no que diz respeito aos graus de liberdade uy (deslocamento em y) assim como φz (rotação sobre z). Neste exemplo, os dois parâmetros são fixos no início da barra. Na extremidade da barra, só pode ser assumido que o deslocamento em uy é restringido. Esta situação corresponde à definição kz = 0,7le

Coeficiente do comprimento de empenamento kw

Este parâmetro também é utilizado para suportar o modelo de barra interno. Ele controla os dois graus de liberdade restantes φx (rotação sobre x) e ω (empenamento). Devido ao encastramento da viga, os dois graus de liberdade são fixados no início. Na extremidade livre, φ x e ω não serão fixos. Isto corresponde à definição kw = 2,0le.

Comprimento de empenamento Lw

O comprimento de empenamento está incluído na determinação de Mcr. Ela corresponde à distância das restrições lateral e de torção e não é necessariamente idêntica ao comprimento efetivo Lcr,z. Isto também se torna aparente quando se compara os momentos elásticos críticos Mcr entre o RF-/STEEL EC3 e LTBeamN (programa para determinar cargas críticas).

O comprimento efetivo Lcr,z = 0,7 ⋅ L (análogo ao caso 3 de Euler). Em contraste, o comprimento de empenamento é aplicado com Lw = L. No RF-/STEEL EC3, o Mcr resulta em 105,90 kNm. Isto corresponde ao resultado do programa LTBeamN, que calcula Mcr = 105,77 kNm. Para comparação: A utilização do comprimento de empenamento de 0,7 ⋅ L resultaria em Mcr = 174 kNm.

Comprimento de torção LT

O comprimento de torção é o comprimento determinante para a verificação de encurvadura por torção de acordo com 6.3.1.4 [1]. Esta operação apenas é realizada para forças de compressão. Não tem efeito na verificação de encurvadura por flexão-torção. Neste exemplo, é aplicado de forma igual ao comprimento da barra.

Comparação com a entrada através de apoios nodais análogos à janela 1.7

Ao dimensionar conjuntos de barras de acordo com 6.3.4 [1], o RF-/STEEL EC3 oferece a possibilidade de definir diretamente o modelo de barra interno através de apoios nodais. Também aqui os quatro graus de liberdade estão disponíveis. Na seguinte comparação das opções de entrada, pretende-se esclarecer que é possível obter o mesmo resultado. O sistema estrutural permanecerá idêntico para este propósito. Apenas o carregamento e a secção serão alterados. Em vez do IPE 160, é selecionada uma secção em T simples e simétrica. Assim, será necessário o dimensionamento de acordo com 6.3.4 [1]. Na figura abaixo, pode ver uma vista geral comparativa da entrada por comprimentos efetivos à esquerda e por apoios nodais à direita. O resultado prova a suposição feita no início.

Resumo

O RF-/STEEL EC3 geralmente assume uma viga de vão único com restrição lateral e torcional. Os parâmetros padrão são alinhados com este. Com estes fatores predefinidos, o utilizador tem a opção de exibir outros sistemas estruturais. No final, cabe ao utilizador decidir quais os graus de liberdade que permanecerão nos respetivos pontos nodais.


Autor

O Eng. Sühnel é responsável pela garantia de qualidade do RSTAB, participa no desenvolvimento de produtos e dá apoio técnico aos nossos clientes.

Ligações
Referências
  1. Handbuch RF-/STAHL EC3. Tiefenbach: Dlubal Software, Juni 2020.
  2. EC 3. (2009). Eurocódigo 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten − Teil 1-1: Allgemeine Bemessungsregeln und Regeln für den Hochbau. Beuth Verlag GmbH, Berlin, 2010
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