A verificação de elementos de aço conformados a frio é regida pela norma EN 1993-1-3 [1]. As formas típicas de seções conformadas a frio incluem perfis em U, C, Z, chapéu e sigma. Esses perfis são produzidos a partir de chapas de parede fina através de processos de perfilagem ou dobragem.
Na verificação dos estados limites de resistência, deve-se garantir que introduções locais de carga não causem efeitos indesejados, como compressão, flambagem da alma ou encurvadura local na alma dos perfis. Esses efeitos podem gerar-se tanto pela introdução de carga através do flange na alma quanto por forças de apoio nos pontos de suporte. Na secção 6.1.7 da EN 1993-1-3, é descrito como determinar a resistência da alma Rw,Rd na introdução local de carga.
O Add-On Dimensionamento de Aço permite uma análise da introdução local de carga para almas não enrijecidas conforme a secção 6.1.7 [1]. Em caso de combinação de solicitacão por flexão e introdução local de carga, também é examinado se as condições mencionadas em [1] 6.1.11 são cumpridas.
Um exemplo das verificações correspondentes é apresentado a seguir com base em uma viga de flexão de um perfil C conformado a frio. A viga é solicitada por uma carga concentrada.
Sistema e Carga
A viga considerada tem um comprimento de 2 metros e é composta por um perfil C conformado a frio (C 2020) de aço S235JR conforme EN 10025-2. A largura do apoio é de 110 mm em cada lado, e a viga não ultrapassa o apoio. A viga é carregada com uma carga concentrada de 10 kN a uma distância de 50 cm do apoio. A carga concentrada é introduzida no flange sobre um comprimento de 100 mm e atua no centro de cisalhamento. O peso próprio da viga não é considerado neste cálculo.
Entrada de Dados
Na configuração de resistência, o campo de controle "Determinar a resistência da alma sob introdução local de carga conforme 6.1.7" deve ser ativado para que a verificação da introdução local de carga seja realizada.
As condições de contorno necessárias devem ser definidas no separador "Apoios de dimensionamento e Deflexão". Em cada local onde se pretende realizar a verificação da introdução local de carga, deve ser definido um apoio de dimensionamento do tipo "Aço". O comprimento da introdução rígida de carga ss é inserido no campo "Largura de apoio w". No entanto, a "Profundidade do apoio d" não tem influência na verificação.
A introdução local de carga é examinada quando o apoio é definido na borda oposta à direção da força de ação. As direções "+z/eixo z'" e "-z/eixo z'" referem-se à orientação do eixo local z/z' da barra. Se a carga concentrada atua na direção +z, deve-se selecionar a borda "-z/eixo z'" para o apoio.
Para os apoios, é definido um apoio de dimensionamento com um comprimento da introdução rígida de carga de 110 mm na borda do "eixo +z/z'" como uma extremidade de apoio com um comprimento de saliência de 0 mm.
Para a carga concentrada, é definido um apoio de dimensionamento com um comprimento da introdução rígida de carga de 100 mm na borda do "-z/eixo z'".
O tipo de apoio para o suporte é atribuído ao início e ao fim da barra, enquanto o tipo de apoio para a carga concentrada é definido no nó intermediário no local da carga concentrada.
Os apoios de dimensionamento também podem ser exibidos graficamente. No Navegador - Exibição, a representação dos apoios de dimensionamento pode ser ativada ou desativada em Tipos para Barras → Apoios de Dimensionamento.
Resultados
A verificação da introdução local de carga é realizada nos locais definidos de apoios de dimensionamento – tanto nos suportes quanto no local de introdução de carga. O maior aproveitamento ocorre no ponto x = 0,00 m. A verificação é realizada neste ponto para fins de ilustração.
Há uma reação de apoio em uma seção que possui apenas uma alma. O perfil C com uma espessura de chapa de t = 2,0 mm possui flanges enrijecidos devido aos seus lábios. A distância do apoio à extremidade livre é de 0,00 m e, portanto, é menor que 1,5 vezes a altura da alma hw = 198 mm. Portanto, a equação (6.15a) de [1] é determinante para a determinação da resistência da alma Rw,Rd.
Os coeficientes são aplicados conforme [1], 6.1.7.2 (3):
Isso resulta na seguinte resistência da alma sob introdução local de carga:
A condição de verificação conforme a equação (6.13) de [1] é cumprida:
Para os outros dois pontos de dimensionamento, a verificação é realizada de forma análoga. Além disso, verifica-se se as condições conforme [1], 6.1.11 são atendidas.
Resumo
Com o Add-On Dimensionamento de Aço, podem ser feitas verificações da introdução local de carga conforme a secção [1] 6.1.7. Em locais relevantes para o dimensionamento, devem ser definidos apoios de dimensionamento. A verificação da introdução local de carga é realizada conforme [1] 6.1.7.2 para seções com uma alma não enrijecida ou conforme [1] 6.1.7.3 para seções com duas ou mais almas não enrijecidas. Além disso, verifica-se se as condições conforme [1], 6.1.11 são atendidas.