No estado limite de utilização, são analisadas principalmente as deformações e comparadas com as deformações limite admissíveis. Para cumprir as deformações limite admissíveis, as secções transversais das barras devem ser dimensionadas adequadamente. Para isso, o RFEM 6 e o RSTAB 9 oferecem uma função automática de otimização de secções transversais, que é explicada neste artigo.
Áreas de aplicação
A otimização de secções transversais no estado limite de utilização está disponível como função para os seguintes módulos:
- Dimensionamento de aço
- Dimensionamento de madeira
- Dimensionamento de alumínio
Todas as normas de dimensionamento disponíveis no programa são suportadas.
Introdução no programa
Na tabela, mude para o separador Dados de entrada → Secções transversais do respetivo módulo de dimensionamento. Na coluna "Utilizar outra secção transversal para a otimização", selecione a opção "Otimizar" para todas as secções transversais que pretende otimizar.
Agora pode iniciar o dimensionamento. A secção transversal mais económica é determinada automaticamente. Após a conclusão do dimensionamento, pode verificar as secções transversais otimizadas e, se necessário, aplicá-las diretamente no modelo.
Funcionamento
A otimização de secções transversais no ELS é realizada iterativamente, tal como para o ELU. As verificações de dimensionamento são realizadas com os esforços internos e as deformações existentes da análise estática. Se as verificações forem excedidas, a secção transversal é aumentada. Se, em vez disso, todas as verificações não forem atingidas, a secção transversal é reduzida. Os esforços internos e as deformações não são recalculados, pelo que este método é uma solução aproximada, especialmente no caso de sistemas não lineares, mas geralmente suficiente para o pré-dimensionamento. No ELS, a particularidade é que as propriedades de secção transversal não são incluídas nas fórmulas de verificação, uma vez que apenas são comparadas deformações existentes com admissíveis. Para resolver este problema, é introduzido um fator alfa nas fórmulas de verificação, que representa a relação entre o momento de inércia da secção transversal otimizada e o momento de inércia da secção transversal original. A utilização da verificação é finalmente multiplicada por este fator.
O fator alfa é calculado para o caso geral (verificação de deformação no eixo resultante) da seguinte forma.
Para a verificação de deformação na direção do eixo local, a expressão é simplificada para:
Particularidades
A otimização de secções transversais no ELS está sujeita a duas condições. Se uma destas condições não for cumprida, não é efetuada qualquer otimização para as barras ou verificações em questão. As condições são as seguintes:
- Referência de deformação "Extremidades do segmento deformadas" selecionada
A referência de deformação "Sistema não deformado" não é aceite para uma otimização de secções transversais. A razão é que, por exemplo, em edifícios de vários pisos, a deformação total de uma barra é determinada principalmente pela inclinação global do edifício. O aumento de uma única secção transversal tem uma influência secundária nesta deformação, razão pela qual uma otimização neste caso levaria frequentemente a resultados sem sentido.
- Sem contraflecha da secção transversal
As barras com contraflecha definida são excluídas da otimização de secções transversais.
