- F.3.1 Método da média ponderada
Este é o método mais comum utilizado nos exemplos de ADM e é a opção pré-definida no RFEM 6. O método da média ponderada combina as resistências determinadas separadamente para cada elemento utilizando a equação F.3-1 da ADM 2020 [1].
- F.3.2 Método de força direta
Neste método, a resistência à encurvadura local da secção como um todo é determinada através de uma análise que inclui diretamente a interação dos elementos. Este método é o mais preciso e abrangente dos três métodos.
- F.3.3 Método de elemento limite
Este método limita a resistência à flexão da barra com base na resistência à encurvadura local mais baixa de todos os elementos. Este método é geralmente menos preciso e mais conservador, uma vez que não tem em consideração as interações entre os elementos.
Os três métodos utilizados na Secção F.3 para determinar as resistências à encurvadura local referem-se às Secções B.5.4 e B.5.5. Estas secções incluem a determinação da resistência dos elementos em compressão uniforme e elementos em compressão por flexão. A resistência à encurvadura local depende ainda de o elemento ser apoiado sobre uma ou ambas as bordas, além da relação largura-espessura b/t.
Comparação dos resultados do RFEM utilizando três métodos diferentes
A resistência à encurvadura local de uma viga de alumínio no exemplo 3 do ADM é comparada com os resultados do RFEM utilizando os três métodos diferentes descritos acima.
Para a viga com 5 m de comprimento, é utilizada uma secção AW 12 x 100 mm e material 6061-T6 (B221). A viga tem um apoio lateral contínuo e um espaçamento vertical entre os apoios de 1,2 m no centro. Suporta um peso próprio uniforme de 4,50 k/ft (Figura 2).
As propriedades da secção são apresentadas na Figura 3.
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As tensões de encurvadura local do banzo e da alma são necessárias para determinar a resistência à flexão nominal da barra.
Tensão de encurvadura local do banzo
O banzo (elemento plano apoiado numa borda) está sob compressão uniforme. A tensão de encurvadura local é determinada de acordo com a Secção B.5.4.1.
A relação de esbelteza b/t é igual a [(3,5 in -0,19 in - 2*0,30 in)/2]/0,32 in = 4,234
O fator de esbelteza λ1 = 6,7 pode ser determinado utilizando a equação listada na Secção B.5.4.1 ou retirada diretamente da Tabela 2-19 da Parte VI.
Uma vez que b/t = 4,234 é menor que λ1 = 6,7, o estado limitede cedência controla. Portanto, a tensão de compressão uniforme Fc = Fcy = 35,0 ksi (Tabela A.4.1 e Tabela A.4.3).
Tensão de encurvadura local da alma
A alma (elemento plano suportado em duas bordas) está com compressão por flexão. A tensão de encurvadura local é determinada de acordo com a Secção B.5.5.1.
A relação de esbelteza b/t é igual a [(5,0 in -2*0,32 in -2*0,3 in)]/0,19 in = 19,789
O fator de esbelteza λ1 = 33,1 pode ser determinado utilizando a equação listada na Secção B.5.5.1 ou diretamente da Tabela 2-19 da Parte VI.
Uma vez que b/t =19,789 é menor do que λ1 = 33,1, o estado limite de cedência controla. Portanto, a tensão de compressão por flexão, Fb = 1,5*Fcy = 1,5*35,0 ksi = 52,5 ksi (Tabela A.4.1 e Tabela A.4.3).
Os detalhes da verificação de dimensionamento no RFEM 6 providenciam as equações e as referências utilizadas em cada método. A saída de resultados de cada método pode ser facilmente verificada.
- Resistência à flexão nominal, Mnlb de acordo com F.3.1 Método da média ponderada
- Resistência à flexão nominal, Mnlb de acordo com F.3.2 Método de força direta
- Resistência à flexão nominal, Mnlb de acordo com F.3.3 Método do elemento limite
Este é o método utilizado no exemplo 3 [1]. A diferença negligenciável na relação de utilização deve-se à fórmula de viga utilizada para determinar o momento fletor máximo necessário.
Conclusão
Neste exemplo, as relações de verificação do método da média ponderada e do método da força direta são quase idênticas (0,657 e 0,662). E, conforme esperado, o método do elemento limite é o mais conservador e tem o grau de verificação mais alto (0,749).
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