As superfícies na construção podem ser encontradas numa infinidade de tamanhos e formas diferentes, desde estruturas de membranas planas, como paredes, tetos ou lajes, até estruturas de membranas com uma curvatura única. A rigidez de uma superfície resulta do seu material e espessura.
Para a análise estrutural e a geração da malha de EF, são gerados elementos 2D nas superfícies, os quais são aplicados no eixo do centro de gravidade para o cálculo. Desta forma, podem ser determinadas deformações, bem como forças internas e momentos, os quais podem depois ser dimensionados de acordo com o material e as normas.
Todas as estruturas acima podem ser consideradas no RFEM 6 porque o programa permite definir superfícies com diferentes rigidezes, geometrias, materiais e espessuras. As superfícies estão disponíveis como "Objetos básicos" no Navegador de dados (Figura 1). Clique duas vezes na entrada para abrir uma nova janela na qual pode definir a superfície de interesse.
O separador “Principal” da janela “Nova superfície” apresentada na Figura 1 permite-lhe definir os parâmetros básicos da superfície. Dois desses parâmetros são o tipo de superfície e a rigidez da superfície, que também são o foco deste artigo. Desta forma, pode definir superfícies de diferentes geometrias:
- Plano
- Quadrângulo
- NURBS
- Aparado
- Rodado
- Tubo
Por outro lado, para o tipo de rigidez, é possível escolher entre o seguinte:
- Norma
- Sem espessura
- rígido
- Membrana
- Sem tração de membrana
- Transferência de carga
Como mencionado anteriormente, pode utilizar estas opções para descrever e posteriormente dimensionar qualquer superfície plana ou curvada que possa encontrar num modelo de edifício. Cada um dos tipos listados acima será explicado nos próximos artigos, enquanto este texto específico dará uma visão mais detalhada sobre os tipos de superfícies rodada, aparada, sem espessura e transferência de carga no RFEM 6.
Tipo de superfície "Girado"
Se está interessado na modelação de cúpulas, paredes circulares ou silos e tanques, este é o tipo de superfície que deveria conhecer. Em geral, a superfície rodada é criada através da rotação de uma linha em torno de um eixo fixo. Ao gerar uma superfície rodada no RFEM 6, aplica-se a mesma lógica: a linha de fronteira, o eixo de rotação e o ângulo de rotação têm de ser definidos. Assim, quando seleciona o tipo de superfície "Rotada" no separador "Principal" da janela "Nova superfície", aparecerá um novo separador onde pode definir estes parâmetros (Figura 2).
Conforme apresentado na imagem, o eixo de rotação pode ser definido através da seleção de dois pontos (ou seja, P e R). Pode escrever as coordenadas desses pontos diretamente na caixa de diálogo ou selecioná-los individualmente no gráfico. Existe também a possibilidade de selecionar ambos os pontos ao mesmo tempo utilizando a opção “Selecionar pontos do eixo de rotação no gráfico”.
Se já definiu o material, a espessura e a rigidez da superfície no separador "Principal" da janela "Nova superfície", o programa cria a superfície a partir das posições inicial e final da linha e a rotação da definição da linha pontos. Como já mencionado, isso torna muito fácil criar não apenas componentes, mas modelos completos de uma forma muito simples e rápida.
Um exemplo disso é a modelação da cúpula e da parede circular apresentada na Figura 3. Ambas as superfícies são criadas por um tipo de geometria "Rotada". Para compreender melhor os parâmetros utilizados para criar este tipo de superfície, a imagem mostra a linha de fronteira (linha n.º 2) e o eixo de rotação (representado pelos nós P e R) da superfície que representa a cúpula. Esta superfície é criada rodando a linha de fronteira em torno do eixo de rotação para o ângulo de rotação α=360°.
Tipo de superfície "Aparada"
A superfície recortada está relacionada com uma nova função no RFEM 6 que permite a interseção de superfícies curvas e sólidos. Ao criar a interseção, o programa gera superfícies do tipo de superfície "Recortada". Pode utilizar esta função para criar geometrias muito complexas, tais como interseções de tubos ou aberturas curvas de forma simples e rápida.
Por exemplo, olhe para o modelo apresentado na Figura 5. Existem três tubos para os quais deve ser criada uma interseção. Para fazer isso, primeiro selecione-os como mostra a imagem. De seguida, utilize a função “Dividir por interseção” disponível no menu de atalho dos objetos selecionados.
Com esta função, as superfícies iniciais são divididas nas linhas de intersecção e são criadas automaticamente aberturas nas superfícies de corte. Isto cria novas superfícies que podem ser editadas ou eliminadas como objetos independentes. Desta forma, pode eliminar as superfícies desnecessárias e obter a interseção de tubos como apresentado na Figura 6. Segundo a imagem, as superfícies são agora do tipo "Aparado".
Este é apenas um exemplo da utilização da função "Dividir por interseção" e do tipo de superfície "Aparada". Como mencionado anteriormente, pode criar muitas outras superfícies curvas complexas ou corpos perfurados com este processo simples.
Tipo de superfície “Sem espessura”
Estas superfícies são necessárias para a definição de sólidos. A superfície não tem rigidez e destina-se a ser utilizada como superfície de fronteira de um sólido. No entanto, as superfícies com o tipo de rigidez "Sem espessura" ainda podem ser configuradas com diferentes tipos de geometria (por exemplo, plana, quadrangular, aparada etc.). Um exemplo de tais superfícies é apresentado na Figura 7.
A tabela "Superfícies" na Figura 7 mostra que as superfícies n.º 59-72 são do tipo de rigidez "Sem espessura". Isto deve-se ao facto de se tratarem de superfícies de contorno do sólido n.º 21, como apresentado na Figura 8.
Tipo de superfície "Transferência de carga"
Além dos assistentes de carga, que facilitam a introdução das cargas, o RFEM 6 oferece o novo tipo de superfície "Transferência de carga" para uma aplicação das cargas ainda mais fácil. Assim, ao criar uma superfície com este tipo de rigidez, o programa cria uma nova superfície sem espessura nem efeito estrutural, mas com uma capacidade única de transferir cargas.
Esta é uma vantagem no RFEM 6, que permite considerar cargas de superfícies que não estão incluídas no modelo (por exemplo, estruturas de fachada, superfícies de vidro, secções de cobertura trapezoidais, etc.).
Um exemplo é apresentado na Figura 9, onde a superfície n.º 18 é criada com o tipo de rigidez "Transferência de carga" para ter em conta as cargas de vento na parede não modelada da fachada da estrutura.
Como apresentado no exemplo, pode utilizar superfícies de transferência de carga para aplicar cargas de superfície a áreas que não estão diretamente modeladas como superfícies. A carga sobre esta superfície é distribuída pelas bordas ou pelos objetos integrados. Se são geradas cargas de barra, a carga é convertida nas direções globais com base nos comprimentos reais de barra (direções de carga XL, YL, ZL ).
Em contraste com os assistentes de carga, onde a área de carga tem de ser redefinida todas as vezes, uma superfície de transferência de carga pode ser utilizada várias vezes para diferentes aplicações de carga. Mais especificamente, esta abordagem permite que diferentes cargas de superfície sejam atribuídas utilizando uma única superfície de transferência de carga. Para saber mais sobre este tipo de superfície e como definir os seus parâmetros, consulte o artigo da base de dados de conhecimento “Utilizar Superfície de transferência de carga no RFEM 6".
