Classificação de secções no RFEM 6 segundo o Eurocódigo 3

A EN 1993-1-1 [1] define as quatro classes de secção seguintes (também apresentadas na Figura 1):

• Classe 1: secções que podem formar uma articulação plástica com a capacidade de rotação necessária para uma análise plástica sem redução da resistência
• Classe 2: secções que podem desenvolver momento plástico resistente, mas têm capacidade de rotação limitada por causa da encurvadura local
• Classe 3: secções nas quais a tensão calculada na fibra de compressão extrema da barra pode atingir a sua resistência de prova, mas a encurvadura local é suscetível de evitar o desenvolvimento do momento plástico resistente total
• Secções de classe 4 são aquelas em que haverá encurvadura local antes de ser alcançado o limite de elasticidade em uma ou mais partes da secção

Querschnittsklassen

A classificação é feita separadamente para todas as secções transversais, comparando as relações largura-espessura fornecidas com os valores limite para cada classe fornecidos pela norma. Assim, a classe de cada parte da secção é definida e aquela com o valor menos favorável prevalece para toda a secção. Os valores limite dependem do seguinte:

• Condição de apoio de peças de secção (de um ou de ambos os lados)
• Limite de elasticidade do aço utilizado na forma do fator ε
• Curva de tensão em secções
• Magnitude da resistência de compressão

O Eurocódigo 3 disponibiliza tabelas com as quais as relações largura-espessura máximas para as secções podem ser calculadas e comparadas com os valores limite. Por exemplo, as relações largura-espessura máximas para categorizar uma parte comprimida interna como classe 3 são determinadas pelos fatores apresentados na Figura 2.

Relações largura-espessura para a classe 3 de acordo com EN 1993-1-1: 2005 (1)

O valor limite para partes internas sujeitas apenas a compressão ou flexão é determinado pelo fator ε, o qual está relacionado com a tensão de cedência do aço. Por outro lado, para peças sujeitas a flexão e compressão, a distribuição de tensões é detectada pelo parâmetro α (plástico, classes 1 e 2) ou ψ (elástico, classe 3).

O primeiro representa o comprimento percentual da tensão de compressão na secção, enquanto o último representa a relação entre as tensões de contorno (Figura 3). Assim, além do fator ε, o valor limite das relações largura-espessura para partes sujeitas a flexão e compressão envolve o parâmetro α para as classes 1 e 2 e o parâmetro ψ para a classe 3.

Explicação de Alpha e Psi

Classificação de secções no RFEM 6

O módulo Dimensionamento de aço disponível no RFEM 6 para o dimensionamento de estruturas de aço realiza uma classificação detalhada das secções em cada local de dimensionamento antes de o dimensionamento ser realizado. A classificação da secção para cada tipo de verificação de dimensionamento está disponível nos detalhes de verificação de dimensionamento associados.

Isto é demonstrado para a viga apresentada na Figura 4 (IPE 300, aço S355), para a qual o módulo Steel Design foi calculado e os resultados para cada tipo de dimensionamento já estão disponíveis. Se, por exemplo, exibe os detalhes da verificação do dimensionamento, pode notar que a classificação da secção também é fornecida em detalhe (Figura 5).

Resultados do dimensionamento para barra de aço (IPE 300, aço S355)

Detalhes de verificação

Como já explicado, a classificação é feita separadamente para todas as secções (denominadas subpainéis no RFEM 6; cinco, neste caso). Por isso, podem ser atribuídas diferentes classes de secção a cada subpainel, mas aquela com o valor menos favorável prevalece para toda a secção. Desta forma, a secção de interesse é classificada como classe 4 para a prova da secção de acordo com 6.2.4, que é a classe da secção do subpainel número 3.

Uma vez que o subpainel n.º 3 estiver apoiada em ambos os lados e for sujeita a compressão, a sua classificação é feita de acordo com a Tabela 5.2 do Eurocódigo 3 [1]. O limite de elasticidade do aço é de 355 N/mm² e, portanto, o valor do fator ε é de 0,814 (Figura 5). Com base neste fator, são calculados os valores limite das relações largura-espessura para as classes 1, 2 e 3 (λ₁, λ₂ e λ₃, respectivamente) de acordo com a tabela acima mencionada. Em seguida, a relação c/t é calculada com base no comprimento (c) e na espessura (t) da secção e é comparada com os valores limite para as classes de secção. Para este subpainel, a relação c/t fornecida é maior do que a calculada para a secção de classe 3 e, portanto, é atribuída ao subpainel uma classe 4.

Uma vez que os outros subpainéis são classificados como classe 1, este é o subpainel (por exemplo, subpainel n.º 3) com o valor menos favorável que prevalece para toda a secção. Por esse motivo, a secção de interesse é classificada como classe 4 para a prova da secção de acordo com 6.2.4.

Para compreender melhor a classificação das secções, pode visualizar os subpainéis individuais da secção no separador Subpainéis da janela Informação da secção (Figura 6).

Informação sobre a secção

Considerações finais

A classificação de secções no RFEM 6 para o dimensionamento de barras em aço é realizado de acordo com o Eurocódigo 3 [1]. A classificação é feita separadamente para todas as secções transversais, comparando as relações largura-espessura fornecidas com os valores limite para cada classe fornecidos pela norma.

Os valores limite dependem do estado de apoio das secções, da resistência à tração do aço, da curva de tensões na secção e do valor da resistência de compressão. Depois de calculada, a relação largura-espessura é comparada com esta e a classe de cada parte da secção é definida. Por fim, atribui-se a toda a secção a classe menos favorável para os subpainéis individuais.