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O Steel Joist Institute (SJI) desenvolveu anteriormente tabelas de vigas virtuais para estimar as propriedades de secção para vigas de aço da alma aberta. Estas secções de viga virtual são caracterizadas como vigas equivalentes de banzo largo que se aproximam muito da área da corda da viga, do momento de inércia efetivo e do peso. Estão também disponíveis vigas virtuais nas bases de dados de secções do RFEM e do RSTAB.
Com o módulo Dimensionamento de aço pode dimensionar componentes de aço numa situação de incêndio utilizando os métodos de dimensionamento simples do Eurocódigo 3. A temperatura do componente no momento da detecção pode ser determinada automaticamente de acordo com as curvas de temperatura-tempo especificadas na norma. Além de considerar a proteção contra incêndio, também é possível considerar as propriedades benéficas da galvanização por imersão a quente.
O aço tem propriedades térmicas fracas de resistência contra o fogo. A expansão térmica para o aumento da temperatura é muito alta quando comparada com outros materiais de construção e pode resultar em efeitos que não foram apresentados no dimensionamento com temperatura normal devido à restrição do componente. As temperature increases, steel ductility increases, whereas its strength decreases. Since steel loses 50% of its strength at temperature of 600 °C, it is important to protect components against fire effects. In the case of protected steel components, the fire resistance duration can be increased due to the improved heating behavior.
- 001819
- Dimensionamento
- Dimensionamento de alumínio para o RFEM 6
-
- Dimensionamento de alumínio para o RSTAB 9
- Dimensionamento de betão para o RFEM 6
- Dimensionamento de betão para o RSTAB 9
- Dimensionamento de aço para o RFEM 6
- Dimensionamento de aço para o RSTAB 9
- Dimensionamento de madeira para o RFEM 6
- Dimensionamento de madeira para o RSTAB 9
- Estruturas de betão
- Estruturas de aço
- Estruturas de madeira
- Cálculos estruturais e dimensionamento
- Eurocode 0
- Eurocode 2
- Eurocode 3
- Eurocode 5
- Eurocode 9
- ADM
- ANSI/AISC 360
Para o período de utilização de uma estrutura, as deformações não devem exceder determinados valores limite. Um exemplo mostra como a flecha de barras pode ser verificada com os módulos de dimensionamento.
Quando uma laje de betão se encontra assente sobre o banzo superior, esta funciona como um apoio lateral (estrutura mista), evitando problemas de estabilidade de encurvadura por flexão-torção. Se houver uma distribuição negativa do momento fletor, o banzo inferior é sujeito a compressão e o banzo superior sujeito a tração. Se o apoio lateral não é suficiente devido à rigidez da alma, neste caso o ângulo entre o banzo inferior e a linha de interseção da alma é variável, pelo que existe a possibilidade de encurvadura por distorção do banzo inferior.
No RFEM 6, a análise sísmica pode ser realizada utilizando os módulos de Análise modal e Análise de espectro de resposta. Após a realização da análise espectral, é possível utilizar o módulo Modelo de construção para apresentar as ações do piso, os desvios entre os pisos e as forças nas paredes de corte.
Tanto a determinação das vibrações naturais como a análise do espectro de resposta são sempre realizadas num sistema linear. Existindo não-linearidades no sistema, estas são linearizadas, portanto, não são consideradas. Podem ser barras tracionadas, apoios não lineares ou articulações não lineares, por exemplo. O objetivo deste artigo é mostrar como estes podem ser tratados em uma análise dinâmica.
Uma das inovações no RFEM 6 é a abordagem para o dimensionamento de ligações de aço. Ao contrário do RFEM 5, onde o dimensionamento das ligações de aço é baseado numa solução analítica, o módulo adicional das ligações de aço no RFEM 6 oferecem uma solução de EF para ligações de aço.
Quando se trata de calcular estruturas regulares, a entrada de dados geralmente não é complicada, mas sim demorada. Entrada automática de dados permite poupar tempo valioso. A tarefa descrita no presente artigo trata de considerar os andares de uma casa como fases individuais de construção. A introdução deveria ser realizada utilizando um programa em C# para que o utilizador não tenha de introduzir manualmente os elementos dos pisos individuais.
O dimensionamento de pórticos de acordo com a AISC 341-16 já é possível no módulo Dimensionamento de aço do RFEM 6. O resultado do dimensionamento sísmico é categorizado em duas secções: requisitos das barras e requisitos das ligações. Este artigo cobre a resistência necessária da ligação. É apresentado um exemplo de comparação dos resultados do RFEM e do AISC Seismic Design Manual [2].
Neste artigo, a ligação com sobreposição de uma madre ZL numa cobertura de uma água foi modelada, dimensionada com o módulo Ligações de aço e comparada com uma tabela de capacidade de carga do fabricante.
O fator de relevância modal é um resultado da análise de estabilidade linear e descreve qualitativamente o grau de participação de cada barra num modo próprio específico.
Este exemplo foi descrito na literatura técnica [1] como Exemplo 9.5 assim como em [2] como no Exemplo 8.5. Para a viga principal do palco em estudo, é necessário efetuar a verificação da encurvadura por flexão-torção. Trata-se de um elemento estrutural uniforme. Der Stabilitätsnachweis kann daher nach Abschnitt 6.3.2 der DIN EN 1993-1-1 erfolgen. Devido à flexão ser simples, seria também possível fazer a verificação através do método geral de acordo com a Secção 6.3.4. Ergänzend soll die Ermittlung des Verzweigungslastfaktors am idealisierten Stabmodell im Rahmen der oben genannten Verfahren mit einem FEM-Modell validiert werden.
O módulo Dimensionamento de aço no RFEM 6 oferece agora a possibilidade de realizar dimensionamento sísmico de acordo com as normas AISC 341-16 e AISC 341-22. Atualmente estão disponíveis cinco tipos de sistemas resistentes a forças sísmicas (SFRS).
Para construções com vãos longos, as vigas de alma cheia são uma opção económica. As vigas de aço com secção em I normalmente têm uma alma profunda para maximizar a sua capacidade de corte e a separação do banzo, mas têm uma alma fina para minimizar o peso próprio. Devido à sua grande relação altura-espessura (h/tw ), podem ser necessários reforços transversais para reforçar a alma esbelta.
O dimensionamento de um pórtico com reforço concentrado ordinário (OCBF) e de um pórtico especial com reforço concentrado (SCBF) pode ser realizado no módulo Dimensionamento de aço do RFEM 6. O resultado do dimensionamento sísmico de acordo com a AISC 341-16 e 341-22 é categorizado em duas secções: Requisitos da barra e requisitos da ligação.
As ligações de aço no RFEM 6 são definidas como um conjunto de componentes. No novo módulo Steel Joints, estão disponíveis componentes básicos universalmente aplicáveis (placas, soldaduras, planos auxiliares) para a introdução de situações de ligação complexas. Os métodos com os quais as ligações podem ser definidas são considerados em dois artigos anteriores da base de dados de conhecimento: "Uma nova abordagem para o dimensionamento de ligações de aço no RFEM 6" e "Definição de componentes de ligações de aço utilizando a biblioteca" .
Os três tipos de pórticos de momento (comum, intermédio, especial) estão disponíveis no módulo Dimensionamento de aço do RFEM 6. O resultado do dimensionamento sísmico de acordo com a norma AISC 341-22 é categorizado em duas secções: requisitos das barras e requisitos das ligações.
O dimensionamento de barras de aço formadas a frio de acordo com a norma AISI S100-16 está agora disponível no RFEM 6. Dimensionamento pode ser acedido selecionando "AISC 360" como norma no módulo Dimensionamento de aço. "AISI S100" é então selecionado automaticamente para o dimensionamento formado a frio (Figura 01).
Secções personalizadas são frequentemente necessárias no dimensionamento de aços formados a frio. No RFEM 6, o perfil personalizado pode ser criado utilizando um dos secções de "parede fina" disponíveis na biblioteca. Para outras secções que não correspondem a nenhuma das 14 formas a frio disponíveis, as secções podem ser criadas e importadas a partir do programa autónomo RSECTION. Para obter informações gerais sobre o dimensionamento de aços AISI no RFEM 6, consulte o artigo da base de dados de conhecimento fornecido no final da página.
As verificações de estabilidade para o dimensionamento de barra equivalente de acordo com as normas EN 1993-1-1, AISC 360, CSA S16 e outras normas internacionais requerem a consideração do comprimento de dimensionamento (ou seja, o comprimento efetivo das barras). No RFEM 6, é possível determinar o comprimento efetivo manualmente atribuindo apoios de nó e fatores de comprimento efetivo ou, por outro lado, importando-o da análise de estabilidade. Ambas as opções serão demonstradas neste artigo através da determinação do comprimento efetivo do pilar pórtico na Figura 1.
Para avaliar se também é necessário considerar a análise de segunda ordem numa análise dinâmica, o coeficiente de sensibilidade do deslocamento entre pisos θ é fornecido na EN 1998-1, secções 2.2.2 e 4.4.2.2. Este pode ser calculado e analisado com o RFEM 6 e o RSTAB 9.
Este artigo mostra um exemplo prático de como determinar os fatores de carga críticos e as correspondentes formas próprias no RFEM 6.
O módulo Ligações de aço no RFEM 6 permite criar e dimensionar ligações de aço utilizando um modelo de elementos finitos. A modelação das ligações pode ser controlada através de uma entrada de componentes simples e confortável. Os componentes de ligação de aço podem ser definidos manualmente ou utilizando os templates disponíveis na biblioteca. O primeiro método está incluído num artigo anterior da base de dados de conhecimento intitulado "Uma nova abordagem para o dimensionamento de ligações de aço no RFEM 6". Este artigo incidirá sobre o último método; ou seja, mostrará como definir os componentes de ligação de aço utilizando os templates disponíveis na biblioteca do programa.
O módulo Análise das fases de construção (CSA) permite o dimensionamento de estruturas de barras, superfícies e sólidos no RFEM 6, considerando as fases de construção específicas associadas ao processo de construção. Isto é importante porque os edifícios não são construídos de uma só vez, mas sim através da combinação gradual das partes estruturais individuais. As etapas individuais nas quais os elementos estruturais, assim como as cargas, são adicionados ao edifício, são designadas por fases de construção, enquanto o processo em si é designado por processo de construção.
Assim, o estado final da estrutura fica disponível após a conclusão do processo de construção; ou seja, todas as fases de construção. Para determinadas estruturas, a influência do processo de construção (ou seja, todas as fases de construção individuais) pode ser significativa e deve ser considerada para evitar erros no cálculo. Uma visão geral do módulo CSA é fornecida no artigo da base de dados de conhecimento intitulado "Consideração das fases de construção no RFEM 6" .
Assim, o estado final da estrutura fica disponível após a conclusão do processo de construção; ou seja, todas as fases de construção. Para determinadas estruturas, a influência do processo de construção (ou seja, todas as fases de construção individuais) pode ser significativa e deve ser considerada para evitar erros no cálculo. Uma visão geral do módulo CSA é fornecida no artigo da base de dados de conhecimento intitulado "Consideração das fases de construção no RFEM 6" .
Este artigo mostra como utilizar o módulo Empenamento por torção (7 graus de liberdade) em combinação com o módulo Estabilidade da estrutura para considerar o empenamento de secção como um grau de liberdade adicional ao realizar a análise de estabilidade.
Norma ASCE 7-22 [1] , secção. 12.9.1.6 especifica quando os efeitos P-delta devem ser considerados ao realizar uma análise de espectro de resposta modal para o dimensionamento sísmico. Na NBC 2020 [2], enviados. 4.1.8.3.8.c fornece apenas um curto requisito para que os efeitos de deslocamento devido à interação das cargas de gravidade com a estrutura deformada sejam considerados. Portanto, pode haver situações em que os efeitos de segunda ordem, também conhecidos como P-delta, devem ser considerados ao realizar uma análise sísmica.
As imperfeições na engenharia civil estão relacionadas com os desvios entre a produção dos componentes estruturais e a sua forma ideal. São frequentemente utilizados num cálculo para determinar o equilíbrio de forças para componentes estruturais num sistema deformado.
O cálculo de estruturas complexas utilizando software de análise de elementos finitos é geralmente realizado em todo o modelo. No entanto, a construção de tais estruturas é um processo realizado em várias etapas em que o estado final do edifício é alcançado através da combinação dos componentes individuais. Para evitar erros no cálculo de todos os modelos, deve ser considerada a influência do processo de construção. No RFEM 6, isto é possível através do módulo Análise das fases de construção (CSA).
O Building Model é um dos módulos especiais de solução no RFEM 6. É uma ferramenta muito útil para a modelação e que facilita a criação e manipulação de pisos. O Building Model pode ser activado no início do processo de modelação e posteriormente.