Pode activar o módulo Dimensionamento de alumínio no separador Módulos da janela Dados base , enquanto que pode definir a norma preferida no separador Norma I , como apresentado nas imagens 1 e 2.
As estruturas de alumínio podem ser modeladas com os materiais relevantes na biblioteca de materiais do RFEM 6. Também é possível definir os materiais e adicioná-los à biblioteca. No entanto, é importante que os dados especificados em termos de materiais, bem como em termos de combinações de carga e resultados, estejam em conformidade com o conceito de dimensionamento da norma. Ao dimensionar de acordo com as normas europeias, deve ter em consideração os seguintes documentos:
- Bases para o dimensionamento estrutural (Eurocódigo 0), para a obtenção de coeficientes parciais de segurança para cargas e as regras para a combinação dos mesmos
- Ações na estrutura (Eurocódigo 1), para considerar cargas relevantes para as estruturas e edifícios a serem dimensionados
- Dimensionamento de estruturas de alumínio (Eurocódigo 9), para aplicar as regras de dimensionamento de estruturas de alumínio
As combinações de cargas e resultados podem ser criadas no RFEM de forma automática, de acordo com a norma ou manualmente. De qualquer forma, as cargas podem ser aplicadas utilizando o procedimento de aplicação de carga comum no RFEM.
Propriedades de dimensionamento
Depois de modelar a estrutura, aplicar as cargas e criar as combinações de carga e resultados, tem de activar as propriedades de dimensionamento da barra ou do conjunto de barras a serem dimensionados (Figura 3). Isso permitirá que você defina os tipos de dimensionamento para o dimensionamento de alumínio, as configurações de dimensionamento e os apoios de dimensionamento necessários para o procedimento de dimensionamento. O mesmo se aplica para barras ou conjuntos de barras dimensionados através de representantes.
Tipos de cálculo
Os tipos de dimensionamento em alumínio incluem a definição de comprimentos efetivos, reduções locais de secções (consideradas apenas no dimensionamento em tração), painéis de corte e restrições à rotação (Figura 4). A definição dos comprimentos de encurvadura é necessária para determinar a carga crítica para a rotura de estabilidade. Depois de atribuir um comprimento de encurvadura a um objeto de interesse, as configurações e os comprimentos efetivos são considerados na verificação da estabilidade. Em seguida, no dimensionamento, pode considerar o enfraquecimento da secção local (por exemplo, furos de parafuso) relacionado com o objeto atribuindo uma redução local da secção da barra na janela relevante.
Também pode definir a rigidez de cobertura trapezoidal, contraventamentos, coberturas trapezoidais e contraventamentos ou a rigidez de painel de corte (Sprov ) e atribuí-las a barras. De forma semelhante, é possível aplicar uma restrição à rotação de barra com o tipo de rigidez "Contínuo", "Discreto" ou "Manual" sobre uma barra completa ou um conjunto de barras e tê-la em consideração na determinação do momento crítico de encurvadura por flexão-torção ou o fator de carga crítico para a encurvadura por flexão-torção.
Configurações de dimensionamento
Pode aceder às configurações de dimensionamento através da janela Editar barra ou através dos dados de entrada da tabela de dimensionamento de alumínio. As especificações numa configuração de dimensionamento aplicam-se a todos os objectos para os quais a configuração está atribuída. Se não estiver atribuída nenhuma configuração de dimensionamento a um objeto a ser dimensionado, não serão realizados nenhum dimensionamento do estado limite último ou de utilização para este objeto.
O Eurocódigo sugere a realização de cálculos para dois estados limites: estado limite último e estado limite de utilização. O primeiro refere-se a uma situação em que a segurança da estrutura é verificada para evitar o colapso e a rotura, enquanto o segundo refere-se a determinados requisitos para a utilização normal das estruturas. Para as estruturas de alumínio, estão incluídos os requisitos sobre flecha e, em determinadas circunstâncias, vibração. Devido ao baixo módulo de elasticidade do alumínio, este estado limite é, em geral, a situação de dimensionamento crítica para estruturas de alumínio.
Configuração de dimensionamento última
Pode criar uma configuração última definindo várias configurações que afetam o dimensionamento de alumínio (Figura 5). Por exemplo, pode definir se são realizadas verificações da estabilidade adicionalmente aos dimensionamentos de secções, bem como ajustar outras configurações relacionadas com essas verificações. Em seguida, é disponibilizada a opção Valores limite para casos especiais, que permite negligenciar determinados esforços internos no dimensionamento que não são importantes para a capacidade de carga. Se não utilizar esta opção, verificações específicas podem ser evitadas ou pode ser implícita a utilização de fórmulas de interação mais desfavoráveis.
Dependendo da norma de dimensionamento selecionada, estão disponíveis outras opções como a ativação de uma verificação de secção elástica, valores alternativos para fatores de forma e expoentes em fórmulas de interação ou outras configurações de detalhe para a encurvadura local ou encurvadura por corte no estado limite último configuração. Para a norma de dimensionamento EN 1999, pode encontrar os coeficientes relevantes de acordo com o anexo nacional selecionado nos parâmetros da janela, mas também pode ajustá-los com um valor definido pelo utilizador.
Configuração do dimensionamento do estado de utilização
As configurações de utilização podem ser criadas em termos de limites de flecha, os quais têm de ser verificados no dimensionamento (Figura 6). Estes limites estão relacionados com o comprimento de referência da barra, que é determinado com base nos apoios de cálculo que define no separador Dimensionar apoios e flecha. Por outras palavras, a janela de dimensionamento dos apoios e flecha apresentada na Figura 7 serve para definir as condições de fronteira para a verificação do estado limite de utilização do dimensionamento de alumínio.
Parâmetros globais
Pode aceder à configuração global para o dimensionamento de alumínio clicando no ícone Configuração adicional global indicado na Figura 8. Estes são independentes do código de dimensionamento, mas os valores padrão podem diferir. Ao clicar no botão Repor os valores padrão, as configurações padrão da caixa de diálogo são restauradas de acordo com o código de dimensionamento seleccionado.
Opções adicionais para o dimensionamento de alumínio
O RFEM 6 oferece mais opções que influenciam o dimensionamento em alumínio. Por exemplo, pode atribuir outros tipos às barras (tais como excentricidades de barra ou articulações de barra), como apresentado na Figura 9. Também é possível considerar reforços transversais de barra para reforçar áreas de barras susceptíveis a encurvadura. Estes são utilizados, por exemplo, para vigas altas ou pontos de aplicação de grandes cargas concentradas.
Cálculo
Antes de iniciar o dimensionamento, é importante verificar os dados de entrada do módulo Dimensionamento de alumínio. Por exemplo, as configurações padrão implicam a consideração de todas as situações de dimensionamento no dimensionamento. No entanto, é possível desativar uma situação de dimensionamento para o dimensionamento de alumínio desmarcando a caixa de seleção "A ser dimensionado"; assim, não serão realizadas verificações para esta situação de dimensionamento.
Esta seleção é sincronizada com a seleção do módulo Dimensionamento de alumínio nas configurações da situação de dimensionamento, como mostra a Figura 10. É importante realçar que não é possível dimensionar casos de carga individuais, combinações de carga ou combinações de resultados. Em vez disso, é necessário atribuir essas combinações a uma situação de dimensionamento.
Da mesma forma, todos os tipos de objeto presentes no modelo são listados na tabela Dimensionamento do alumínio (Figura 11). Seleccionando a caixa de seleção "Design All", todos os objetos disponíveis serão selecionados para o dimensionamento. Em alternativa, pode especificar manualmente os objetos a serem dimensionados/removidos do dimensionamento desmarcando a caixa de seleção "Dimensionar tudo" e introduzindo os números dos objetos ou selecionando graficamente os objetos de interesse.
As barras com um material diferente (por exemplo, betão ou madeira) ou uma secção inadequada (por exemplo, uma secção de sólido de parede espessa) para o dimensionamento em alumínio são automaticamente reconhecidas e excluídas do dimensionamento. Além disso, as superfícies de alumínio não serão consideradas para o dimensionamento através do módulo Dimensionamento de alumínio; é possível avaliá-los utilizando o módulo Análise tensão-deformação.
Pode executar o módulo Dimensionamento de alumínio selecionando o botão Mostrar resultados na tabela de entrada (Figura 11) ou selecionando Dimensionamento de alumínio na caixa de diálogo "A calcular". Após o início do cálculo, o progresso do cálculo é exibido, assim como as etapas e o curso atual do cálculo.
Resultados
Assim que o cálculo estiver concluído, os resultados determinantes e as relações de dimensionamento nas barras ou nos conjuntos de barras ficam disponíveis na tabela de resultados. Também pode apresentar graficamente os resultados do módulo Dimensionamento de alumínio através do separador Resultados do navegador. Se surgirem avisos ou erros durante as verificações ou se um critério de verificação não for cumprido, isso é apresentado na Síntese da tabela.
Além desses resultados, podem ser exibidas verificações de esbelteza para barras ou conjuntos de barras. Estes baseiam-se na comparação da esbelteza para a encurvadura por flexão, calculada a partir da relação entre o comprimento de encurvadura e o raio de giração, e os valores limite das configurações globais.
Uma vez que a resistência à encurvadura é verificada pela verificação da estabilidade, a verificação da esbelteza não representa realmente um dimensionamento e não é incluída na tabela de resultados padrão. Por isso, para mostrar essas verificações, tem de ativar as tabelas de resultados de esbelteza no Administrador de tabelas de resultados, acessível através do ícone indicado na Figura 12.
Pode exibir as verificações de dimensionamento detalhadas para cada tipo de verificação clicando duas vezes sobre elas ou utilizando o ícone Detalhes da verificação de dimensionamento. Além das fórmulas, os resultados detalhados contêm referências padrão para que possa analisar com precisão as verificações de dimensionamento e compreender as verificações realizadas em detalhe.
Considerações finais
O módulo Dimensionamento de alumínio no RFEM 6 permite dimensionar barras de alumínio para o estado limite último e de utilização de acordo com as normas da União Europeia EN 1999-1-1:2013-12 (Eurocódigo 9) e ADM 2020 dos Estados Unidos. Os dados definidos em termos de materiais, carregamento e combinações de carga e resultados deveriam estar em conformidade com o conceito de dimensionamento da norma preferida.
As cargas relevantes podem ser aplicadas de acordo com o procedimento comum de aplicação de cargas do RFEM, e pode definir os dados necessários para o dimensionamento ativando as propriedades de dimensionamento da barra ou conjunto de barras pretendido. Depois de definir as propriedades de dimensionamento, o dimensionamento pode ser realizado e os resultados disponibilizados em forma de tabela e gráfica.
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