RF-/PLATE-BUCKLING | Dimensionamento

A verificação da encurvadura de acordo com o método da largura efetiva ou o método das tensões reduzidas é baseada na determinação da carga crítica do sistema, aqui seguidamente designada por LBA (análise de encurvadura linear). Este artigo explica o cálculo analítico do fator de carga crítica e a utilização do método dos elementos finitos (MEF).

A verificação da encurvadura local de lajes com reforço é uma tarefa especial para engenheiros. DIN EN 1993-1-5 stellt für diese Herausforderung drei Berechnungsverfahren zur Verfügung:Methode der wirksamen Querschnitte, [1], Kap. 4-7Methode der reduzierten Spannungen, [1], Kap. 10Berechnungen mit der Finite-Element-Methode (FEM), [1], Anhang C

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.

As verificações são realizadas passo a passo através do cálculo do valor próprio dos valores da encurvadura ideal para os estados de tensão individuais, bem como do valor da encurvadura para o efeito simultâneo de todos os componentes de tensão.

A realização da verificação de encurvadura é baseada no método das tensões reduzidas, comparando as tensões atuantes com uma condição de tensão limite reduzida a partir da condição de cedência de von Mises para cada painel de encurvadura. A base para a verificação é uma única relação de esbelteza global determinada com base em todo o campo de entrada das tensões. Por isso, é omitida a verificação de um carregamento simples e a posterior união através do critério de interação.

Para determinar o comportamento da encurvadura da laje, o qual é similar ao comportamento da encurvadura de barra, o RF-/PLATE-BUCKLING calcula os valores próprios dos valores do painel de encurvadura ideal com as extremidades longitudinais assumidas como livres. Depois, a relação da esbelteza e os fatores de redução de acordo com EN 1993-1-5, cap. 4 ou Anexo B ou DIN 18800, parte 3, Tabela 1. O dimensionamento é então realizado de acordo com EN 1993-1-5, Capítulo 10 ou DIN 18800, parte 3, eq. (9), (10) ou (14).

O painel de encurvadura é discretizado num quadrilátero finito ou, se necessário, em elementos triangulares. Cada nó do elemento tem seis graus de liberdade.

O componente de flexão de um elemento triangular é baseado no elemento LYNN-DHILLON (2^nd Conf. Matrix Meth. JAPAN – USA, Tokyo) de acordo com a teoria de flexão descrita por Mindlin. No entanto, o componente da membrana é baseado no elemento BERGAN-FELIPPA. Os elementos quadriláteros consistem em quatro elementos triangulares e o nó interior é eliminado.

Primeiro são definidos os dados do material, as dimensões do painel e as condições de fronteira (articulado, encastrado, sem apoio, articulado elástico). Para isso, estão disponíveis as opções de transferência para importar os dados do RFEM/RSTAB. De seguida, as tensões de fronteira podem ser definidas para cada caso de carga manualmente ou importadas do RFEM/RSTAB.

Os reforços são modelados como elementos de superfície espaciais efetivos que estão unidos excentricamente à laje. Portanto, não é necessário ter em atenção as excentricidades dos reforços através da largura efetiva. A resistência à flexão, corte, extensão e a resistência de St. Venant, bem como a resistência de Bredt para reforços fechados, são determinadas automaticamente através da utilização do modelo real 3D.

Os resultados são exibidos com referência a EN 1993-1-5 ou DIN 18800. Além disso, o RF-/PLATE-BUCKLING apresenta os resultados dos cálculos separadamente para a ação de apenas um carregamento e extremidade, bem como para o efeito simultâneo dos carregamentos em todas as extremidades.

No caso de diversos casos de carga, o RF-/PLATE-BUCKLING exibe os casos de carga determinantes separadamente. Assim, o tempo de comparação gasto pelos dados de cálculo não é necessário.

Na tabela 2.5, os fatores da carga de encurvadura crítica são exibidos para todos os casos de carga e respetivos modos de encurvadura.

Todos os modos de encurvadura, bem como o carregamento do painel de encurvadura podem ser visualizados na janela gráfica. Isto serve para um controlo mais rápido sobre os modos de encurvadura e as cargas. Através das opções de visualização adicionais, é possível uma boa representação do comportamento de encurvadura de lajes rígidas.

Todas as tabelas podem ser exportadas para o MS Excel ou para um ficheiro CSV.