Generalidades
Na arquitetura, é habitual trabalhar com modelos sólidos. A posição das vigas e dos pilares entre si é tida em consideração através da expansão da secção. Na análise estrutural, são utilizados modelos de linhas simplificados em que as linhas do centro convergem para um nó. No RFEM e no RSTAB, também é possível apresentar este modelo simplificado no modo de representação. As interseções dos componentes individuais muitas vezes perturbam a aparência e podem suscitar perguntas por parte do cliente. As excentricidades de barra são frequentemente utilizadas para aproximar a representação do modelo estrutural da representação do modelo arquitetónico. Este artigo técnico utiliza três modelos muito simples para ilustrar a influência da excentricidade de barra na determinação dos esforços internos.
Modelo 1 sem excentricidades de barra
A viga e a coluna encontram-se no nó n.º 2. Não são utilizadas excentricidades de barra.
A Figura 01 mostra à esquerda o modelo representado. A viga apenas se estende até à linha central do pilar. O pilar estende-se também até à linha central da viga.
A viga é carregada com uma carga distribuída de 50 kN/m e uma força axial de 50 kN. O peso próprio das barras é negligenciado para fins de simplificação.
Uma vez que o apoio do pilar é livre na direção X, o momento fletor e a força de corte da viga são obtidos neste modelo como para uma viga de vão simples.
A Figura 02 mostra os esforços internos My, Vz e N.
Modelo 2 com excentricidade de barra e desvio axial
A barra n.º 10 é guiada para a borda exterior do pilar através de um desvio axial de 150 mm. Esta extensão da viga também faz com que aumente o carregamento.
A Figura 03 mostra à esquerda o modelo representado.
A viga é carregada com uma carga distribuída de 50 kN/m e uma força axial de 50 kN. Se fosse considerado o peso próprio, este também seria aumentado.
O desvio axial leva a uma extensão da barra. A extremidade da barra livre está ligada de forma rígida ao nó n.º 14.
A força de corte de 107,64 kN que atua na borda causa um momento de flexão negativo:
My = 107,64 kN ⋅ -0,15 m = -16,15 kNm
O aumento da carga vertical é de 50 kN/m ⋅ 0,15 m = 7,50 kN.
A Figura 04 mostra os esforços internos My, Vz e N.
Modelo 3 com excentricidade de barra, desvio axial e desvio transversal
A barra n.º 13 é guiada para a borda exterior do pilar através de um desvio axial de 150 mm. Além disso, a viga é posicionada com a borda inferior na borda superior do pilar através de um desvio transversal relativo.
A Figura 05 mostra à esquerda o modelo representado.
A viga é carregada com uma carga distribuída de 50 kN/m e uma força axial de 50 kN. Se fosse considerado o peso próprio, este também seria aumentado.
O desvio axial leva a uma extensão da barra. A extremidade da barra livre está ligada de forma rígida ao nó n.º 18.
A força de corte de 107,64 kN que atua na borda causa um momento de flexão negativo:
My = 107,64 kN ⋅ -0,15 m = -16,15 kNm
O aumento da carga vertical é de 50 kN/m ⋅ 0,15 m = 7,50 kN.
O desvio transversal vertical de 150 mm leva a um momento constante adicional devido à força axial atuante de 50 kN:
My = 50 kN ⋅ -0,15 m = -7,50 kNm
Devido à utilização da excentricidade de barra, o momento de canto negativo é aumentado por:
My = -16,15 kNm + (-7,50 kNm) = -23,65 kNm
A Figura 06 mostra os esforços internos My, Vz e N.
Resumo
As excentricidades de barra utilizadas corretamente podem proporcionar um sistema estrutural mais preciso. Contudo, os exemplos simples apresentados também demonstram que as excentricidades conduzem a alterações nos esforços internos e, no caso de sistemas complexos, em parte, pode ser difícil identificar que estas se devem à aplicação das excentricidades de barra.
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