A verificação de elementos de aço formados a frio é regida pela norma EN 1993-1-3 [1]. As formas típicas de secções transversais formadas a frio incluem perfis em U, C, Z, ómega e sigma. Trata-se de produtos de chapa de parede fina laminados a frio por métodos de formação a frio de rolo ou dobragem.
Na verificação dos estados limites últimos, também é necessário garantir que as aplicações de carga locais não causem efeitos indesejados, tais como compressão, afundamento local da alma ou encurvadura local na alma dos perfis. Esses efeitos podem ser causados pela aplicação de carga entre o banzo e a alma e por forças de apoio nos pontos de apoio. Na secção 6.1.7 da EN 1993-1-3, é descrito como determinar a resistência da alma Rw,Rd com aplicação de carga local.
O módulo Dimensionamento de aço permite uma análise da aplicação de carga local para almas não reforçadas conforme a secção 6.1.7 [1]. No caso de uma solicitação combinada por flexão e aplicação de carga local, também se verifica se as condições mencionadas em [1] 6.1.11 são cumpridas.
Um exemplo das verificações correspondentes é apresentado a seguir com base numa viga em flexão de um perfil em C formado a frio. A viga suporta uma carga concentrada.
Sistema e carga
A viga considerada tem um comprimento de 2 metros e é composta por um perfil em C formado a frio (C 2020) de aço S235JR conforme a EN 10025-2. A largura do apoio é de 110 mm em cada lado, e a viga não ultrapassa o apoio. A viga suporta uma carga concentrada de 10 kN a uma distância de 50 cm do apoio. A carga concentrada é introduzida no banzo sobre um comprimento de 100 mm e atua no centro de corte. O peso próprio da viga não é considerado neste cálculo.
Entrada de dados
Na configuração de resistência, o campo de controlo "Determinar a resistência da alma sob aplicação de carga local conforme 6.1.7" deve ser ativado para que a verificação da aplicação de carga local seja realizada.
As condições de fronteira necessárias devem ser definidas no separador "Apoios de cálculo e flecha". Nos pontos onde pretende realizar a verificação da aplicação de carga local, deve ser definido um apoio de cálculo do tipo "Aço". O comprimento da aplicação de carga rígida ss é inserido no campo "Largura de apoio w". No entanto, a "Profundidade do apoio d" não tem influência na verificação.
A aplicação de carga local é examinada quando o apoio é definido na borda oposta à direção da força de ação. As direções "eixo +z/z'" e "eixo -z/z'" referem-se à orientação do eixo local z/z' da barra. Se a carga concentrada atuar na direção +z, deve ser seleciona a borda "eixo -z/z'" para o apoio.
Para os apoios, é definido um apoio de cálculo com um comprimento da aplicação de carga rígida de 110 mm na borda do "eixo +z/z'" como um apoio de extremidade com um comprimento de consola de 0 mm.
Para a carga concentrada, é definido um apoio de cálculo com um comprimento da aplicação de carga rígida de 100 mm na borda do "eixo -z/z'".
O tipo de apoio para o apoio é atribuído no início e no fim da barra, enquanto o tipo de apoio para a carga concentrada é definido no nó intermédio no ponto da carga concentrada.
Os apoios de cálculo também podem ser apresentado graficamente. No Navegador – Mostrar, a representação dos apoios de cálculo pode ser ativada ou desativada em Tipos para barras → Apoios de cálculo.
Resultados
A verificação da aplicação de carga local é realizada nos pontos definidos dos apoios de cálculo – tanto nos apoios como no ponto da aplicação 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 numa secção transversal que possui apenas uma alma. O perfil em C com uma espessura de chapa de t = 2,0 mm possui banzos rijos devido aos rebordos. 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 a [1], 6.1.7.2 (3):
Isso resulta na seguinte resistência da alma sob aplicação de carga local:
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, é verificado se as condições conforme [1], 6.1.11 são cumpridas.
Resumo
Com o módulo Dimensionamento de aço, podem ser feitas verificações da aplicação de carga local conforme a secção [1] 6.1.7. Nos pontos relevantes para o dimensionamento, devem ser definidos apoios de cálculo. A verificação da aplicação de carga local é realizada conforme [1] 6.1.7.2 para seções transversais com uma alma não reforçada ou conforme [1] 6.1.7.3 para secções transversais com duas ou mais almas não reforçadas. Além disso, é verificado se as condições conforme [1], 6.1.11 são cumpridas.