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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.
Este artigo técnico apresenta algumas noções básicas sobre a utilização do módulo Torção com empenamento (7 GDL). O módulo está totalmente integrado no programa principal e permite considerar o empenamento da secção ao calcular elementos de barras. Em combinação com os módulos Análise de estabilidade e Dimensionamento de aço, é possível realizar a verificação da encurvadura por flexão-torção com esforços internos de acordo com a análise de segunda ordem, tendo em consideração as imperfeições.
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.
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.
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].
Este artigo apresenta os conceitos básicos da dinâmica estrutural e o seu papel no dimensionamento sísmico de estruturas. É dado grande destaque à explicação dos aspetos técnicos de forma compreensível, para que os leitores sem conhecimentos técnicos profundos possam obter uma perspetiva sobre o assunto.
Pode modelar e analisar estruturas de alvenaria no RFEM 6 com o módulo Dimensionamento de alvenaria, que utiliza o método dos elementos finitos para o dimensionamento. Uma vez que o comportamento estrutural da alvenaria e os diferentes mecanismos de rotura estão mapeados, foi implementado um modelo de material não linear. Pode introduzir e modelar as estruturas de alvenaria diretamente no RFEM 6 e combinar o modelo do material de alvenaria com todos os módulos comuns do RFEM. Por outras palavras, pode dimensionar modelos de edifícios completos em conjunto com a alvenaria.
O cálculo dinâmico no RFEM 6 e no RSTAB 9 está repartido por diversos módulos. O módulo Análise modal é um pré-requisito para todos os outros módulos de cálculo dinâmico, uma vez que realiza a análise de vibração natural para modelos de barras, superfícies e sólidos.
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.
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.
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.
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.
Para a verificação do estado limite último, a EN 1998-1, secção 2.2.2 e 4.4.2.2, requer que o cálculo seja efetuado considerando a teoria de segunda ordem (efeito P-Δ). Este efeito pode não ser considerado apenas se o coeficiente de sensibilidade do deslocamento entre os pisos θ for inferior a 0,1.
O dimensionamento de secções de acordo com o Eurocódigo 3 baseia-se na classificação da secção a ser dimensionada em termos de classes determinadas pela norma. A classificação das secções é importante, pois determina os limites da resistência e da capacidade de rotação devidos à encurvadura local da secção.
A análise sísmica no RFEM 6 é possível utilizando a análise modal e os módulos de análise de espectro de resposta. De facto, o conceito geral da análise sísmica no RFEM 6 é baseado na criação de um caso de carga para a análise modal ou para análise do espectro de resposta. Os grupos de normas para estas análises são definidos no separador Normas II dos dados gerais do modelo.
A análise modal é o ponto de partida para a análise dinâmica de sistemas estruturais. Este módulo pode ser utilizado para determinar valores de vibração naturais, tais como frequências naturais, formas próprias, massas modais e fatores de massa modal efetivos. Este resultado pode ser usado para o dimensionamento de vibrações e pode ser usado para outras análises dinâmicas (por exemplo, carregamento por um espectro de resposta).
A norma de aço AISC 360-16 requer a consideração da estabilidade de uma estrutura como um todo e de cada um dos seus elementos. Para isso, estão disponíveis vários métodos, incluindo a consideração direta na verificação, o método de comprimento efetivo e o método de verificação direta. Este artigo irá destacar os requisitos importantes do cap. C [1] e o método de análise direta a ser incorporado num modelo estrutural de aço juntamente com a aplicação no RFEM 6.