Este artigo demonstra como utilizar o método da barra equivalente para uma viga de cobertura de secção variável apresentado na Figura 1.
Definir os parâmetros de modelação e dimensionamento no RFEM 6
O dimensionamento da estabilidade de estruturas de madeira de acordo com o método das barras equivalentes requer a ativação do módulo Dimensionamento de madeira no RFEM 6 (Figura 2). Os módulos estão integrados no ambiente RFEM para que todas as configurações e parâmetros de dimensionamento possam ser definidos em paralelo com a modelação. Para isso, é importante assinalar a caixa Propriedades de dimensionamento ao definir a barra (Figura 3).
Como mostra a Figura 1, a viga de madeira tem um vão de 14 m e uma secção de 140 x 400 mm e 140 x 900 mm no final e meio do vão, respectivamente. O material utilizado é madeira laminada colada GL28C e pode ser selecionado a partir da biblioteca de materiais no RFEM 6. Além do peso próprio da barra, a viga inclui uma carga permanente de 1,75 kN/m e uma carga de neve de 3,4 kN/m.
No RFEM 6, as propriedades da secção da nova barra podem ser definidas no separador Secção apresentado na Figura 4. Este tipo de viga de cobertura requer a seleção de Sela abaixo do tipo de distribuição e um alinhamento em relação à parte inferior da secção.
A distância k na qual as propriedades da secção diferem das no início e no final da barra pode ser definida e as secções nesses pontos podem ser atribuídas.
Como mencionado anteriormente, o RFEM 6 permite a definição simultânea dos parâmetros de modelação e dimensionamento. Por isso, as propriedades da barra incluindo comprimentos efetivos, classes de serviço, painéis de corte e restrições à rotação podem ser facilmente definidas no separador Tipos de dimensionamento da janela Nova barra. Como mostra a Figura 5, não está definido nenhum painel de corte ou restrição à rotação neste exemplo e o foco é definido na atribuição do comprimento efetivo.
A definição de comprimentos efetivos é apresentada na Figura 6. Em geral, os comprimentos efetivos podem ser considerados para a encurvadura por flexão-torção assim como para uma encurvadura por flexão em torno dos eixos maior e menor. No dimensionamento de acordo com o método da barra equivalente, o cálculo do momento crítico elástico é analítico.
Em seguida, é possível definir os apoios de nó e atribuir os fatores de comprimento efetivo. Neste exemplo, os apoios nodais são atribuídos no início e no final da barra (Figura 7), o que irá considerar todo o comprimento da barra para a análise de estabilidade.
Antes de iniciar o cálculo, o utilizador pode definir os parâmetros para a Configuração última. As verificações de estabilidade podem ser activadas nos parâmetros de dimensionamento da janela Configuração última (Figura 8). Neste ponto, também pode ser considerado o efeito (de)estabilizador da carga que resulta no aumento do comprimento efetivo (Figura 9).
Resultados
Uma vez concluído o cálculo, os resultados do Dimensionamento em madeira estão disponíveis sob a forma gráfica e tabular. Como a Figura 10 mostra, as relações de verificação para cada tipo de dimensionamento são apresentadas na tabela de resultados , enquanto que todos os detalhes de verificação podem ser acedidos através do ícone Detalhes de verificação.
A possibilidade de realizar a verificação da estabilidade de barras de secção variável no RFEM 6 com base na altura da secção equivalente é claramente exibida nos detalhes da verificação. Por exemplo, se os detalhes da verificação de dimensionamento para o tipo de verificação da estabilidade ST3100 (flexão em torno do eixo y e compressão de acordo com 6.3.3., EN 1995 | DIN | 2014-07), a altura da secção na posição da barra x=1,402 m é de 500,1 mm (Figura 11).
No entanto, o valor da altura utilizado para calcular as propriedades da secção (por exemplo, módulo de secção de elástico, momento de inércia, constante de torção etc.) consideradas nas equações de verificação é na realidade a Altura da secção de referência.
Os resultados mostram que o comprimento total da barra para o dimensionamento com estabilidade leva a relações de dimensionamento superiores a 1. Para solucionar este problema, o comprimento efetivo pode ser alterado definindo restrições nos nós intermédios ao longo do vão (Figura 12). Este novo comprimento efetivo resulta em relações de dimensionamento melhoradas, como apresentado na Figura 13.
Considerações finais
As barras com secções cónicas podem ser modeladas no RFEM 6 de forma simples e direta. A integração do módulo Dimensionamento de madeira no ambiente do RFEM permite a definição simultânea dos parâmetros de modelação e dimensionamento destes elementos. Em termos da análise de estabilidade, uma das principais vantagens do RFEM 6 é a possibilidade de realizar uma verificação de estabilidade de barras com secções cónicas de acordo com o método das barras equivalentes.
Na quinta geração do software RFEM, o dimensionamento de barras de secção variável de acordo com o método da barra equivalente não era possível. Em vez disso, o dimensionamento de barras de secção variável de acordo com o método de barras equivalentes só era oferecido no programa autónomo RX-TIMBER.
É importante mencionar que além do método da barra equivalente, também é possível uma análise de estabilidade baseada no método dos valores próprios no RFEM 6. A análise de estabilidade com base neste método será considerada num próximo artigo da base de dados de conhecimento.
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