Verificação de fadiga de acordo com a norma EN 1992-1-1 no RFEM 6

Introdução

As verificações à fadiga dos elementos do betão armado baseiam-se numa verificação à fadiga explícita (nível de verificação 3). Esta verificação tem uma elevada precisão, mas como resultado, requer uma grande quantidade de esforço computacional. Por isso, foram desenvolvidos dois métodos de verificação simplificados para manter o tempo de cálculo diminuto. Existem o nível de verificação 1, que define o intervalo da tensão máxima admissível, e o nível de verificação 2, que realiza uma verificação à fadiga simplificada com tensões de dano equivalentes.

No RFEM 6, estão implementados os níveis de verificação 1 e 2.

Nível de verificação 1 = Método Simplificado

Dimensionamento de nível 1 - configuração do estado limite último

Fase da análise 1 - Configuração de dimensionamento

Para esta verificação, é necessária a combinação fundamental das ações acíclicas de acordo com a Eq. 6.67, EN 1992-1-1. Isto corresponde à combinação de ações "SLS-Frequent" em concordância com a Eq. 6.15 de acordo com EN 1990)

No caso da verificação da armadura longitudinal, o intervalo de tensão máxima do aço não deve exceder o valor do intervalo de tensão especificada na norma. As cargas da flexão e da força axial, bem como uma interação devido a torção, flexão, força axial e corte são verificadas em cada caso. Aqui, Δσ_S,máx é o intervalo de tensão máximo do aço e k₁ é o fator para o intervalo de tensão permitido.

A verificação ao corte é realizada com e sem armadura. Para a verificação sem armadura de corte, a seguinte condição tem de ser cumprida.

No caso da verificação com armadura de corte, o intervalo das tensões da força de corte não deve exceder o intervalo das tensões especificadas na norma.

As verificações para a tensão de compressão do betão e das escoras de betão têm de cumprir a seguinte condição. Para a verificação das escoras de betão, f_cd,fat é reduzido pelo fator ν₁ para fendas de corte. A tensão de compressão do betão é determinada a partir das forças de flexão e axiais, e as tensões da escora de betão a partir das forças de corte e torção.

Nível de verificação 2 = Método do intervalo de tensão equivalente do dano

Nível 2 - configuração do estado limite último

Fase da análise 2 - Configuração de dimensionamento

Para esta verificação, é necessário combinar a ação cíclica com a combinação básica desfavorável de acordo com a Eq. 6.69 da EN 1992-1-1.

• A seguinte verificação tem de ser cumprida para a armadura longitudinal. As cargas da flexão e da força axial, bem como uma interação devido a torção, flexão, força axial e corte são verificadas em cada caso.

Os intervalos de tensão equivalente do dano para N* ciclos de carga têm de ser inferiores aos intervalos de tensões permitidos para N* ciclos de carga de acordo com as curvas SN.

Linha de Wöhler

A verificação ao corte é realizada com e sem armadura. Para a verificação sem armadura de corte, a seguinte condição tem de ser cumprida.

No caso da verificação com armadura de corte, o intervalo das tensões da força de corte não deve exceder os intervalos das tensões equivalentes do dano de acordo com a curva SN especificadas na norma.

As verificações para a tensão de compressão do betão e das escoras de betão têm de cumprir a seguinte condição.
A tensão de compressão do betão é determinada a partir das forças de flexão e axiais, e as tensões da escora de betão a partir das forças de corte e torção.

Método da variação do intervalo de tensões equivalentes ao dano

Nas configurações da verificação, é possível ajustar manualmente os seguintes parâmetros. Estes afetam os intervalos de tensões.

• Fator de correção λ_s

Este fator equivalente do dano para a fadiga baseia-se na construção da ponte de acordo com a EN 1992-2, NN.2.1 e NN.3.1. O fator aumenta o intervalo de tensões atuantes na carga. Este fator tem em consideração o volume de tráfego, o tempo de vida útil e o vão dos elementos de apoio, assim como o número de faixas, o tipo de tráfego e a rugosidade da superfície.

Coeficiente de correção λs

• Especificação dos ciclos de carga

O número de ciclos tem influência nos intervalos de tensões características permitidos de acordo com as curvas SN de acordo com a Tabela 6.3N.

Número de ciclos

Resumo

A verificação à fadiga permite-lhe considerar as diferenças das tensões devido a alterações de cargas e os efeitos de enfraquecimento do material devido a um número elevado de cargas. Com os dois métodos de verificação mencionados acima, estão disponíveis duas opções para uma verificação à fadiga simplificada.

Nota

A verificação à fadiga é efetuada através dos valores extremos de uma ou mais combinações de resultados. Assim, tem de ser criada pelo menos uma combinação de resultados para o cálculo.