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.
O artigo 4.1.8.7 do National Building Code of Canada (NBC) 2020 fornece um procedimento claro para os métodos de análise sísmica. O método mais avançado, o procedimento de análise dinâmica no artigo 4.1.8.12, deve ser utilizado para todos os tipos de estrutura, exceto aqueles que cumprem os critérios definidos em 4.1.8.7. O método mais simples, o Equivalent Static Force Procedure (ESFP) no artigo 4.1.8.11, pode ser utilizado para todas as outras estruturas.
A análise do espectro de resposta é um dos métodos de dimensionamento mais utilizados em caso de sismo. Este método tem muitas vantagens. A mais importante é a simplificação: a complexidade dos sismos é simplificada ao ponto de ser possível realizar uma verificação com um esforço razoável. Contudo, a desvantagem deste método é a perda de muita informação devido a esta simplificação. Uma maneira de atenuar esta desvantagem consiste em utilizar a combinação linear equivalente ao combinar as respostas modais. Isto será explicado mais detalhadamente neste artigo através de um exemplo.
Para a verificação da estabilidade de barras utilizando o método da barra equivalente, é necessário definir comprimentos efetivos ou comprimentos de encurvadura por flexão-torção para determinar uma carga crítica para a rotura de estabilidade. Neste artigo, é apresentada uma função específica do RFEM 6, através da qual é possível atribuir uma excentricidade aos apoios nodais e assim influenciar a determinação do momento fletor crítico considerado na análise de estabilidade.
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.
O módulo "Análise modal" no RFEM 6 permite realizar uma análise modal de sistemas estruturais, determinando assim valores de vibração naturais, tais como frequências naturais, formas próprias, massas modais e fatores de massa modal efetivos. Esses resultados podem ser utilizados para o dimensionamento de vibrações, bem como para análises dinâmicas adicionais (por exemplo, carregamento por um espectro de resposta).
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).
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.
A nova geração de software RFEM oferece a possibilidade de realizar uma verificação da estabilidade de barras de secção variável de madeira de acordo com o método de barras equivalentes. De acordo com este método, o dimensionamento pode ser realizado se forem cumpridas as diretivas da DIN 1052, secção E8.4.2 para secções variáveis. Em várias literaturas técnicas, este método também é adotado para o Eurocódigo 5. Este artigo demonstra como utilizar o método da barra equivalente para uma viga de cobertura de secção variável.
Die Anzahl der Nationalen Anhänge zum Eurocode 2 zur Bemessung von Stahlbetonquerschnitten wurde seit DICKQ 6.54 erweitert. Damit stehen folgende NAs zur EN 1992-1-1:2004 + AC:2010 zur Verfügung:
Para a verificação de estabilidade de barras e conjuntos de barras com uma secção uniforme, pode utilizar o método de barra equivalente segundo os capítulos 6.3.1 a 6.3.3 da norma EN 1993-1-1. No entanto, assim que uma secção variável estiver disponível, este método já não pode ser utilizado ou apenas de forma limitada. O módulo adicional RF-/STEEL EC3 consegue reconhecer automaticamente esses casos e mudar para o método geral.
Dependendo da rigidez, da massa e do amortecimento, as estruturas reagem de forma diferente à ação do vento. É feita uma distinção básica entre os edifícios que são propensos a vibrações e os que não são propensos a vibrações.
Mit RF-/DYNAM Pro Ersatzlasten ist es möglich, eine Ersatzlastberechnung anhand des multimodalen Antwortspektren-Verfahrens zu durchzuführen. Im dargestellten Beispiel wurde dies für einen Mehrmassenschwinger durchgeführt.
O artigo 4.1.8.7 do National Building Code of Canada (NBC) 2015 fornece um procedimento claro para os métodos de análise sísmica. O método mais avançado, o procedimento de análise dinâmica no artigo 4.1.8.12, deve ser utilizado para todos os tipos de estrutura, exceto aqueles que cumprem os critérios definidos em 4.1.8.7. O método mais simples, o Equivalent Static Force Procedure (ESFP) no artigo 4.1.8.11, pode ser utilizado para todas as outras estruturas.
A análise do espectro de resposta é um dos métodos de dimensionamento mais utilizados em caso de sismo. Este método tem muitas vantagens. A mais importante é a simplificação: a complexidade dos sismos é simplificada ao ponto de ser possível realizar uma verificação com um esforço razoável. Contudo, a desvantagem deste método é a perda de muita informação devido a esta simplificação. Uma maneira de atenuar esta desvantagem consiste em utilizar a combinação linear equivalente ao combinar as respostas modais. Isto será explicado mais detalhadamente neste artigo através de um exemplo.
De forma a considerar as imprecisões relativas à posição das massas numa análise de espectro de resposta, as normas para o dimensionamento sísmico especificam regras que devem ser aplicadas tanto na análise de espectro de resposta simplificada como na análise de espectro de resposta multimodal. Estas regras descrevem o seguinte procedimento geral: a massa do piso deve ser deslocada por uma certa excentricidade, o que resulta num momento de torção.
As cargas de vento em componentes estruturais retangulares arredondados constituem uma questão complexa. As forças equivalentes da carga de vento dependem da força da carga de vento circulante e da geometria do componente.
Die Geschossverschiebung eines Gebäudes liefert wertvolle Informationen über sein Tragverhalten unter seismischen Beanspruchungen. Diese können zu großen horizontalen Verformungen und sogar zu Instabilitäten führen. Einige Normen fordern deshalb die Kontrolle der Geschossverschiebung in seinem Massenschwerpunkt. Daraus kann man zum Beispiel ablesen, ob eine Berechnung nach Theorie II. Ordnung (P-Δ-Effekt) durchgeführt werden soll.
In RF-DYNAM Pro - Ersatzlasten können die äquivalenten Erdbebenlasten nach unterschiedlichen Standards berechnet werden. Com o cálculo das cargas equivalentes para cada valor próprio não é diretamente possível obter o esforço de corte horizontal para cada piso, que é necessário para a posterior análise. O seguinte exemplo descreve uma opção para calcular o esforço de corte horizontal de forma rápida e eficaz.
In einem multimodalen Antwortspektrenverfahren ist es wichtig, eine ausreichende Anzahl von Eigenwerten der Struktur zu ermitteln und deren dynamische Antworten zu berücksichtigen. Vorschriften wie die EN 1998-1 [1] und andere internationale Standards schreiben vor, 90 % der Strukturmasse zu aktivieren. Isto é, so viele Eigenwerte zu bestimmen, dass die Summe der effektiven Modalmassenfaktoren größer 0.9 ist.
Em teoria, um gás ideal é constituído por partículas de massa a moverem-se livremente sem extensões num volume. Neste espaço cada partícula está em movimento. Der Stoß eines Teilchens an ein anderes Teilchen oder die Volumenbegrenzungen führt zu einer Ablenkung und Veränderung der Geschwindigkeit der Beteiligten.
O dimensionamento eficiente de elementos estruturais pré-esforçados requer alguns passos adicionais que vão além do dimensionamento padrão de betão armado, desde a modelação de cabos, o cálculo de cargas equivalentes até ao dimensionamento da resistência de secções. Por isso, é importante que o software para o dimensionamento de betão pré-esforçado esteja estruturado e seja possível a navegação no programa. O RFEM 5 com os módulos adicionais RF-TENDON e RF-TENDON Design vai ao encontro destas necessidades ao permitir ao engenheiro dimensionar vigas, pórticos, lajes, edifícios e pontes pré-esforçadas de acordo com a norma EN 1992-1-1 com anexos nacionais e SIA 262.
The Steel Joist Institute (SJI) previously developed Virtual Joist tables to estimate the section properties for Open Web Steel Joists. These Virtual Joist sections are characterized as equivalent wide-flange beams which closely approximate the joist chord area, effective moment of inertia, and weight. Virtual Joists are also available in the RFEM and RSTAB cross-section database.
De acordo com a norma EN 1993‑1‑1 [1], são utilizadas imperfeições geométricas equivalentes com valores que refletem os possíveis efeitos de todos os tipos de imperfeição. In EN 1993‑1‑1 Abschnitt 5.3 werden die grundsätzlichen Imperfektionen für die Tragwerksberechnung sowie die Bauteilimperfektionen angegeben.
De acordo com a norma EN 1993-1-1 [1], é necessário utilizar as imperfeições geométricas equivalentes com valores que reflectem os possíveis efeitos de todos os tipos de imperfeição. In EN 1993-1-1 Abschnitt 5.3 werden die grundsätzlichen Imperfektionen für die Tragwerksberechnung sowie die Bauteilimperfektionen angegeben.
Como alternativa ao método da barra equivalente, este artigo descreve como determinar os esforços internos da parede suscetível à encurvadura de acordo com a análise de segunda ordem, tendo em conta as imperfeições, e, em seguida, realizar o dimensionamento da secção para flexão e compressão.
O seguinte artigo descreve um dimensionamento utilizando o método da barra equivalente de acordo com [1] Secção 6.3.2, realizado com o exemplo de uma parede de madeira laminada cruzada suscetível a encurvadura descrita na Parte 1 desta série de artigos. A análise de encurvadura será realizada como uma análise de tensão de compressão com resistência à compressão reduzida. Para isso, é determinado o fator de instabilidade kc, o qual depende em primeiro lugar da esbelteza do componente e do tipo de apoio.
A análise Pushover é um cálculo estrutural não-linear para a análise sísmica de estruturas. A distribuição de cargas a ser aplicada é deduzida de um cálculo dinâmico de cargas equivalentes. Estas cargas são depois incrementadas até ocorrer a rotura global da estrutura. O comportamento não-linear de um edifício é geralmente representada com a ajuda de articulações plásticas.
No RF-/DYNAM Pro - Equivalent Loads, encontra-se disponível desde a versão X.06.3039 uma opção de resultado com sinal em concordância com o modo próprio dominante. Bei der modalen Überlagerung der Ergebnisse aus den einzelnen Eigenformen muss eine quadratische Überlagerungsvorschrift verwendet werden. In RFEM und RSTAB stehen dafür die SRSS- und die CQC-Regel zur Auswahl. Auch dürfen nur Ergebnisse und keine Lasten direkt überlagert werden. Der Grund liegt in den Eigenformen einer Struktur, welche beliebig skaliert und damit auch richtungsvariabel sind.