O modelo deste artigo técnico é baseado no sistema de uma placa de reforço soldada a um pilar, o qual é descrito mais detalhadamente na página 8.67 em [1].
Sistema
Basicamente, o sistema é constituído por um pilar HEB 140, ao qual se pretende soldar uma placa de reforço através de um cordão de soldadura duplo. Esta placa une-se ao pilar com uma barra de tração, que deve ser ignorada. A carga atuante é de 330 kN e está atribuída aos três orifícios dos parafusos no sistema. Embora a carga seja conhecida aqui, as forças necessárias devem ser determinadas a partir das forças internas da placa de reforço. A carga serve apenas para fins de verificação.
Determinação da resultante
A fórmula para a resultante é retirada da Tabela 8.66c em [1].
Os componentes individuais da força podem ser calculados da seguinte forma.
As forças F assim como o momento podem ser determinados através da definição de uma secção. Na caixa de diálogo da secção, apenas a placa de reforço deve ser considerada.
Método 1
Após o cálculo, pode visualizar graficamente as resultantes da secção para cada secção.
Esses valores podem agora ser inseridos nas fórmulas correspondentes. A atribuição das resultantes às forças é a seguinte neste exemplo.
F1⊥, Ed = PX = 165,37 kN
F2⊥, Ed = PY = 0 kN
Fll, Ed = PZ = 285,95 kN
MEd = MY = 8,38 kNm
Uma vez que as resultantes da secção estão dispostas de forma análoga aos eixos globais, seriam necessárias outras transformações dos resultados para soldaduras ou secções situadas noutro local, de forma a obter as forças e momentos correspondentes. Portanto, apresentamos outro método.
Método 2
Mais uma vez, a secção já criada pode ser utilizada. O diagrama de resultados correspondente é aberto para posterior avaliação.
Tendo em conta o sistema de eixos de superfície local, são representadas as forças internas básicas vx (= 0, uma vez que não existem cargas horizontais) e nx assim como nxy. A interpretação dos resultados dos diagramas providencia novamente as forças necessárias. Outro cálculo é necessário apenas para a determinação do momento. Para isso, os valores intermédios da força interna nx são exportados para a folha de cálculo do Excel. De seguida, o momento resulta da soma das forças dos segmentos individuais multiplicadas pela distância correspondente ao centro da secção.
Os resultados dos dois métodos são idênticos. Uma verificação mental através da decomposição da força de 330 kN atuando com um ângulo de 30 ° também resulta nos pares de forças e no momento de:
F⊥, Ed = 330 ⋅ sen 30 ° = 165 kN
FII, Ed = 330 ⋅ cos 30 ° = 285 kN
MEd = 165 ⋅ 0,05 = 8,3 kNm
Dimensionamento da soldadura em ângulo
A resultante pode agora ser determinada por meio das forças e do momento.
N⊥, Ed = 165/34 + 8,38/(34²/6) = 9,20 kN/cm
V⊥, Ed = 0
Vll, Ed = 286/34 = 8,41 kN/cm
Fw, Ed = √ 9,2² + 8,41² = 12,46 kN/cm
Finalmente, este é comparado com o valor de cálculo do estado limite último da soldadura em ângulo. A espessura da soldadura em ângulo é assumida como sendo de 3 mm.
Fw, Rd = (36/√ 3 ⋅ 0,8 ⋅ 1,25) ⋅ 2 ⋅ 0,3 = 12,47 kN/cm
Fw, Ed = 12,46 kN/cm < Fw, Rd = 12,47 kN/cm
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