Devido à disposição estrutural, para a determinação do momento elástico crítico ideal no âmbito da verificação de estabilidade, não pode ser assumido um apoio em forquilha. Isto reduz a resistência estrutural e, por isso, tem de ser considerado. Por outro lado, é considerado o efeito da capacidade de aumento da carga última da restrição rotacional da chapa trapezoidal.
O modelo deste artigo técnico é baseado no exemplo 1.3 Madre de cobertura na literatura técnica [1]. As madres da cobertura são vigas de um vão entre as treliças da cobertura e têm um comprimento de 9,0 m e uma inclinação de 3,18 °.
Carregamento e esforços internos
A cobertura trapezoidal contínua assente em cinco madres de cobertura com uma largura de aplicação de aproximadamente 4,50 m. De acordo com as tabelas relevantes na literatura técnica para vigas contínuas, o fator para a carga de apoio B é 1,143. Adquira os valores característicos das cargas de superfície para peso próprio, neve e vento de [1]. A entrada ou o cálculo das cargas de barra resultantes é realizado através da parametrização disponível no RFEM e no RSTAB.
A combinação automática no RFEM/RSTAB é realizada apenas para o estado limite último de acordo com a equação 6.10 da norma EN 1990. Os seguintes esforços internos de dimensionamento resultam das combinações de carga geradas.
Cálculo do momento elástico crítico ideal e da verificação de estabilidade
Para determinar Mcr de acordo com o método dos valores próprios, criou-se um modelo de barra interno com quatro graus de liberdade no módulo adicional RF-/STEEL EC3. Uma vez que nenhum apoio em forquilha pode ser assumida devido à disposição sem reforços fora dos painéis de contraventamento, tem de se calcular a restrição de rotação em torno do eixo x resultante da deformação da secção da madre. Isto é realizado de acordo com [5] da seguinte forma.
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Um método muito mais complexo pode ser encontrado em [6].
Além disso, consideramos a capacidade de aumento da carga última da chapa trapezoidal (135/310–0,88 na posição positiva). A restrição de rotação efetiva CD é calculada automaticamente no RF-/STEEL EC3 de acordo com [3] equação E.11 se os dados correspondentes forem introduzidos nas tabelas de entrada 1.12 e 1.13.
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Esses valores podem ser utilizados para realizar a verificação de estabilidade de acordo com os métodos analíticos descritos em [2], Secção 6.3. Devido à baixa inclinação da cobertura, o componente na direção do eixo menor pode ser desprezado. Assim, seria possível realizar o dimensionamento de acordo com a Secção 6.3.3 "Barras uniformes em flexão e compressão axial" ou a Secção 6.3.4 "Método geral para encurvadura por flexão e torção flexão de componentes estruturais".
Devido à entrada mais simples das condições de apoio neste caso, selecionamos o método de acordo com a Secção 6.3.4. Se o momento sobre o eixo menor não puder mais ser negligenciado, teríamos de selecionar o método de acordo com a Secção 6.3.3.
A figura seguinte mostra as entradas necessárias dos apoios nodais para o método de valores próprios (modelo de barra interno com quatro graus de liberdade).
O estado limite último da madre da cobertura pode ser verificado pelo método geral. O fator de carga crítico para a CO 3 e o sistema definido é calculado como 2,535. A forma própria correspondente também pode ser representada graficamente.
O momento elástico crítico ideal é assim calculado da seguinte forma:
Cálculo do momento crítico elástico ideal no modelo de superfície
Para validar o momento elástico crítico ideal Mcr, é utilizado um modelo de superfície. Pode ser criado um modelo assim no RFEM com apenas alguns cliques no rato através da função "Gerar superfícies da barra". Com o módulo adicional RF-STABILITY, é calculado um coeficiente de carga crítica de 2,55 para a combinação de cargas determinantes 3, o que resulta em:
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