Compressão de barras em madeira perpendicular às fibras segundo segundo a NDS 2018 e a CSA O86:19

Limitações do software

Em todos os programas gerais de dimensionamento de elementos finitos incluindo o RFEM, cada barra é representada por um elemento de linha individual localizado no centro de gravidade da secção. Isto é designado como vista com representação da estrutura de linhas. A barra inclui informação interna, tais como as propriedades do material, bem como as propriedades geométricas, incluindo a largura e altura, a serem utilizadas nos cálculos de análise e dimensionamento. No entanto, quando são modeladas barras que se cruzam, o programa não tem nenhuma informação imediata sobre a orientação das barras entre si, ou, no caso de barras que se suportam, a área de apoio é desconhecida. O programa apenas tem em consideração esses elementos de linha ligados num ponto nodal único.

Quando barras pequenas estão ligadas a barras de vigas maiores por pressão na face superior ou quando as barras são suportadas em ambas as extremidades ou ao longo do comprimento por um tipo de apoio de apoio, a tensão da barra perpendicular às fibras deve ser incluída nas verificações. A secção de NDS 3.10.2 [1] e cláusulas CSA O86 6.5.7 e 7.5.9 [2] dimensionamento para apoio perpendiculares à fibra, ambos requerem que a área portante líquida seja conhecida. Devido a este requisito, o software de dimensionamento pode abrir mão de fatores importantes, tais como o fator de área de apoio_Cb [1] ou o fator de comprimento do apoio K_B, < a href="#Refer">[2], ou a verificação do dimensionamento é ignorada por completo.

Com a nova função do RFEM 6 'apoios de cálculo', agora é possível definir essas informações e realizar verificações completas da tensão de compressão perpendicular às fibras.

Fluxo de trabalho segundo a NDS 2018

Ao criar uma nova definição de apoio de dimensionamento, o Tipo deve ser definido como 'madeira'. Isto ativará os dados de entrada relevantes de acordo com a norma NDS. A caixa de selecção Apoio directo indica que este tipo de definição será utilizado para a verificação da compressão perpendicular às fibras. O Comprimento do apoio é definido pelo utilizador e deve especificar o comprimento total da área de apoio. A Largura de apoio é automaticamente definida como a largura da barra relevante, mas pode ser substituída. Apoio da borda indica se o apoio do apoio está localizado no eixo +z superior da barra, no eixo -z inferior, ou em ambos. A caixa de seleção Apoio interior indica se o fator C_b deve ser aplicado ao valor de cálculo da compressão da barra perpendicular às fibras, F_c⟂, com base na Secção 3.10.4 [1] Se esta opção estiver assinalada, um apoio final não considerará_Cb. O valor de cálculo da compressão da barra definido na NDS varia dependendo do limite de deformação selecionado.

Assim que as informações de entrada do apoio de cálculo estiverem completas, os apoios de cálculo podem ser aplicados aos nós e barras relevantes na estrutura. Podem ser necessários vários apoios de cálculo, uma vez que podem ocorrer diferentes cenários de apoio em diferentes locais. O RFEM permite ao utilizador definir um Nome definido pelo utilizador para múltiplas definições de apoio de dimensionamento na parte superior da caixa de diálogo para aplicações mais rápidas e convenientes.

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Definição de apoios de cálculo de madeira | NDS

A verificação da secção será realizada no módulo Dimensionamento de madeira considerando a Secção 3.10.2 [1] Com uma barra laminada colada, por exemplo, o valor de cálculo da compressão ajustado perpendicular às fibras, F_c⟂', é definido na Tabela 5.3.1 [1] com a seguinte equação.

Onde,

F_c⟂ = valor de cálculo da compressão de referência perpendicular à direção da fibra

_CM = fator de serviço húmido

_Ct = fator de temperatura

C_b = fator de área de apoio

K_F = fator de conversão de formato (apenas LRFD)

φ = fator de resistência (apenas LRFD)

O fator_Cb está definido de forma adicional na Secção 3.10.4 [1] Contudo,_Cb apenas é aplicável se o Comprimento do apoio definido na definição do Apoio de cálculo é inferior a 6 polegadas e mais do que 3 polegadas do final da barra. Além disso,_Cb apenas é aplicável para apoios interiores, os quais também devem ser indicados no tipo de definição como indicado acima. Se estes critérios forem cumpridos, o módulo Dimensionamento de madeira calcula e aplica automaticamente_Cb com base na seguinte equação.

Onde,

l_b = medida de comprimento de apoio paralelo às fibras

A relação de verificação da secção transversal é determinada pela relação entre a força de compressão perpendicular às fibras e o valor de cálculo da compressão ajustado perpendicular às fibras. Todas as variáveis NDS, fórmulas e referências de código são indicadas diretamente nos detalhes de verificação do módulo Dimensionamento de madeira, providenciando resultados claros e rastreáveis.

Verificação do dimensionamento da madeira Detalhes da compressão perpendicular à fibra | NDS

Fluxo de trabalho segundo a CSA O86:19

Ao dimensionar de acordo com a CSA O86:19, pode ser seguido o mesmo fluxo de trabalho acima para o NDS para o tipo de definição do apoio de cálculo. Contudo, existem algumas diferenças-chave em relação à norma CSA. Uma nova opção, Verificar apoio crítico , determinará se a carga de compressão é aplicada dentro de uma distância do centro do apoio igual à altura, d, da barra indicada na Fig. 6,2 [2]. Se assim for, a resistência à compressão fatorizada perpendicular à fibra é reduzida por um fator de 2/3 como mostrado na cláusula 6.5.6.3.1 [2] para madeira serrada e cláusula 7.5.9.3.1 [2] para madeira laminada colada. A área de apoio média também deve ser utilizada.

O limite de tensões de flexão altas para o fator K_b também é definido no tipo de definição de apoio de cálculo. O comprimento do coeficiente de apoio, Kb, pode ser aplicado à resistência à compressão se a área de apoio não ocorrer em posições de tensões de flexão elevadas indicadas na cláusula 6.5.6.5(_b ) [2 ] O utilizador pode definir a relação entre o momento necessário e a capacidade de momento para ser considerada uma área de flexão elevada.

Definição de apoios de cálculo de madeira | CSA O86

Com uma barra laminada colada, por exemplo, a resistência à compressão fatorizada perpendicular à fibra, Qr , é definida na cláusula 7.5.9.2 href="#Refer"> [2] com a seguinte equação.

Onde,

Φ = 0,8

F_cp = f_cp (K_D K_Scp K_T ) onde, f_cp = resistência à compressão especificada perpendicular às fibras

A_b = área de apoio

K_B = fator de comprimento de apoio

K_Zcp = fator de tamanho para esmagamento

O critério de verificação do estado limite último é determinado pela relação entre a força de apoio fatorizada e a resistência à compressão fatorizada perpendicular às fibras. Todas as variáveis, fórmulas e referências de códigos segundo a norma CSA 086 são indicadas diretamente nos detalhes de verificação do dimensionamento do módulo Dimensionamento de madeira.

Verificação do dimensionamento da madeira Detalhes da compressão perpendicular à fibra | CSA O86

Resumo

As tensões de apoio perpendiculares à fibra são uma parte integral do dimensionamento de barras de acordo com a NDS 2018 e a CSA O86:19. Quando utiliza um software de análise geral e dimensionamento, a área de apoio é geralmente uma variável desconhecida, uma vez que todas as barras são representadas por um elemento de linha interno ligado apenas em pontos nodais. No entanto, a nova função 'apoio de cálculo' no RFEM 6 permite agora especificar o comprimento e a largura da área de apoio, abrindo caminho para verificações de compressão perpendiculares às fibras, onde anteriormente não era possível.

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Estrutura de vigas e vigas de madeira | NDS 2018