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001628

Dipl.-Ing. (FH) Robert Vogl

2020-03-13

Verificação de forças transversais locais de acordo com EN 1993-1-3

O dimensionamento de componentes estruturais de aço laminados a frio está definido na EN 1993-1-3. As formas de secções típicas formadas a frio são em U, C, Z, ómega ou sigma. Trata-se de produtos de chapa de parede fina laminados a frio por métodos de formação a frio de rolo ou dobragem. Na verificação dos estados limites último, também é necessário garantir que as forças transversais locais não levem a compressão, esmagamento da alma ou encurvadura local na alma das secções. Esses efeitos podem ser causados por forças transversais locais entre o banzo e a alma e por forças de apoio nos pontos apoiados. A secção 6.1.7 da EN 1993-1-3 especifica em detalhe como determinar a resistência da alma R_w,Rd sujeita a forças transversais locais.

No módulo adicional RF-/STEEL EC 3, utilizando a extensão RF-/STEEL Cold-Formed Sections, é possível realizar uma análise das forças transversais locais para alma não reforçada de acordo com {%>

Sistema e carregamento

Uma viga com um comprimento de dois metros é constituída por uma secção C 2020 formada a frio com aço S 235. Carregamento com uma carga única de 10 kN a uma distância de 50 cm do apoio. A carga atua no centro de corte. O peso próprio não é considerado.

Sistema e carregamento

Ao selecionar a secção a partir da biblioteca, é necessário ter em atenção que o formato da secção em C corresponde à categoria "Secções formadas a frio". Esta condição pode ser definida através da função de filtro. A extensão de módulo RF-/STEEL Cold-Formed Sections é concebida para a verificação de secções formadas a frio: Ein gewalztes C- oder U-Profil würde nicht nach [1] bemessen werden.

Entrada de dados no RF-/STEEL Cold-Formed Sections

Im Zusatzmodul RF-/STAHL EC 3 sind die Vorgaben für eine Bemessung nach EN 1993-1-3 [1] im Dialog "Details", Register "Kaltgeformte Profile" zu treffen.

Nachweis für örtliche Lasteinleitungen aktivieren

A caixa de seleção "Dimensionamento das forças transversais locais de acordo com 6.1.7, se possível" controla se o programa verifica os modos de rotura local na alma. Se esta opção se encontra ativada, é possível definir as condições de fronteira como o comprimento do apoio rígido na janela "1.14 Forças transversais locais".

Janela "1.14 Forças transversais locais"

A consideração das forças transversais encontra-se ativada por defeito. Assim, a distribuição da força de corte é utilizada para o dimensionamento do carregamento da alma para a aplicação de carga local. O programa analisa as posições de descontinuidade resultantes da distribuição da força de corte. O "Comprimento nominal do apoio rígido" está predefinido para 0,10 m.

Resultados no RF-/STEEL EC3

Existem no máximo duas etapas para calcular a secção efetiva de forma iterativa. De seguida, as relações de cálculo devido às forças transversais locais são exibidas nas verificações. Os detalhes de cada verificação podem ser vistos como "valores intermédios".

Dimensionamento das forças transversais locais

De acordo com a distribuição da força de corte, a verificação da força transversal local é realizado nos dois apoios e na localização da aplicação da carga local. A posição x = 0,00 m tem a relação de cálculo máxima. A verificação para esta localização é a seguinte:

Existe uma reação de apoio numa secção que tem apenas uma alma. Das C-Profil mit einer Blechdicke von <nobr>t = 2,0 mm</nobr> besitzt wegen seiner Lippen ausgesteifte Gurte. Der Abstand des Lagers vom freien Ende beträgt 0,00 m und ist somit kleiner als das 1,5-fache der Steghöhe h_w = 198 mm. Damit ist [1] Gleichung (6.15a) maßgebend für die Ermittlung der Stegbeanspruchbarkeit R_w,Rd.

R_{w, Rd} = \frac{k_{1} \cdot k_{2} \cdot k_{3} \cdot (9.04 - \frac{h_{w} / t}{60}) \cdot (1 \cdot 0.001 \cdot \frac{s_{s}}{t}) \cdot t^{2} \cdot f_{yb}}{γ_{M 1}}

Resistência da alma

É necessário aplicar os seguintes parâmetros:

f_{yb} = 0.9 \cdot 235 = 211.50 N / {mm}^{2} ([1] Tab . 3.1 a, Note 1)

k = \frac{f_{yb}}{228} = \frac{211.50}{228} = 0.928

k_{1} = 1.33 - 0.33 \cdot k = 1.33 - 0.33 \cdot 0.928 = 1.024

k_{2} = 1.15 - 0.15 \cdot \frac{r}{t} = 1.15 - 0.15 \cdot \frac{2.0}{2.0} = 1.00

k_{3} = 0.7 \cdot 0.3 \cdot {(\frac{ϕ}{90})}^{2} = 0.7 \cdot 0.3 \cdot {(\frac{90}{90})}^{2} = 1.00

Parâmetros

O que resulta na seguinte resistência da alma:

R_{w, Rd} = \frac{1.024 \cdot 1.00 \cdot 1.00 \cdot (9.04 - \frac{198.0 / 2.0}{60}) \cdot (1 \cdot 0.001 \cdot \frac{100.0}{2.0}) \cdot 2 . 0^{2} \cdot 211.50}{1.1} = 8730.0 N = 8.73 kN

Cálculo da resistência da alma

Die Nachweisbedingung gemäß [1] Gleichung (6.13) ist erfüllt:

\frac{F_{Ed}}{R_{w, Rd}} = \frac{7.50}{8.73} = 0.86 \leq 1.0

Condição de cálculo

Para as restantes duas posições de dimensionamento, a verificação decorre da mesma maneira.

Opção: Definição manual das forças

Se a distribuição da força de corte não representar de forma realista a carga introduzida, as posições da carga e as suas magnitudes da carga incluindo os comprimentos nominais do apoio rígido podem ser definidos manualmente. Pode verificar que isso se encontra anexado ao modelo do RFEM no caso de dimensionamento 2.

No caso de uma força definida manualmente, não existe uma comparação automática do efeito da força de corte para os pontos de apoio. O utilizador tem de definir essas posições individualmente com as respetivas forças de apoio. Para fazer isso, é necessário ativar a caixa de seleção "Extremidade livre" como mostra a Figura 05. Nur dann wird der Abstand c ≤ 1,5 h_w berücksichtigt und [1] Gleichung (6.15a) für den Nachweis verwendet. Anderenfalls käme [1] Gleichung (6.15d) zur Geltung.

Örtliche Lasteinleitungen manuell definieren

Definição manual das forças transversais locais

Conclusão

Mit der Modulerweiterung RF-/STAHL Kaltgeformte Profile für RF-/STAHL EC 3 können unter anderem Nachweise für örtliche Lasteinleitung nach [1] Abschnitt 6.1.7 geführt werden. As posições que são relevantes para o dimensionamento são determinadas automaticamente a partir da distribuição da força de corte. Em alternativa, pode especificar as forças manualmente. Der Nachweis für örtliche Lasteinleitung mit RF-/STAHL Kaltgeformte Profile erfolgt gemäß [1] 6.1.7.2 für Querschnitte mit einem nicht ausgesteiften Steg oder gemäß [1] 6.1.7.3 für Querschnitte mit zwei oder mehreren nicht ausgesteiften Stegen. Stegquerschnitte mit Längsaussteifungen können nicht nach [1] 6.1.7.4 bemessen werden.

Base de dados de conhecimento

KB 001628 | Verificação de forças transversais locais de acordo com EN 1993-1-3

Autor

O Eng. Vogl cria e gere a documentação técnica.

Ligações

Referências

Comité Europeia para a normalização. (2010). Eurocódigo 3: Bemessung und Konstruktion von Stahlbauten – Teil 1-3: Allgemeine Regeln - Ergänzende Regeln für kaltgeformte Bauteile und Bleche. Beuth Verlag GmbH, Berlin, 2010
Dlubal Software. (2020). Manual do RF-/STEEL EC3. Tiefenbach: Dlubal Software, Juni 2020.

Downloads

Modelo do artigo técnico | Ficheiro do RFEM 5

596 KB

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