No módulo Ligações de aço, pode ligar secções ocas circulares utilizando soldaduras.
É possível ligar as secções circulares entre si ou a componentes planos. Os arredondamentos de secções padronizadas e de parede fina também podem ser ligados por uma soldadura.
Ir para o vídeo explicativoO módulo Ligações de aço permite classificar as rigidezes das ligações.
Além da rigidez inicial, a tabela também apresenta os valores limite para ligações articuladas e rígidas para os esforços internos selecionados N, My e/ou Mz. A classificação resultante é então apresentada como "articulado", "semirrígido" ou "rígido".
Ir para o vídeo explicativoNo módulo "Ligações de aço", pode considerar o pré-esforço dos parafusos no cálculo para todos os componentes. O pré-esforço pode ser ativado facilmente através da caixa de seleção nos parâmetros dos parafusos e tem impacto na análise tensão-deformação e na análise da rigidez.
Os parafusos pré-esforçados são parafusos especiais utilizados em estruturas de aço para gerar uma força de aperto elevada entre os componentes estruturais ligados. Esta força de aperto provoca atrito entre os componentes estruturais, o que permite a transferência de forças.
Funcionalidade
Os parafusos pré-esforçados são aplicados com um determinado binário, alongando-os e gerando uma força de tração. Esta força de tração é transferida para os componentes ligados e gera uma elevada força de aperto. A força de aperto evita que a ligação se solte e garante uma transmissão fiável da força.
Vantagens
- Capacidade de carga elevada: os parafusos pré-esforçados permitem transferir forças elevadas.
- Baixa deformação: minimizam a deformação da ligação.
- Resistência à fadiga : são resistentes à fadiga.
- Simplicidade de montagem: são relativamente fáceis de montar e desmontar.
Cálculo e dimensionamento
O cálculo dos parafusos pré-esforçados é realizado no RFEM utilizando o modelo de análise EF gerado pelo módulo "Ligações de aço". Considera a força de aperto, o atrito entre os componentes estruturais, a resistência ao corte dos parafusos e a capacidade de carga dos componentes estruturais. O dimensionamento é realizado de acordo com DIN EN 1993-1-8 (Eurocódigo 3) ou a norma dos EUA ANSI/AISC 360-16. O modelo de análise criado, incluindo os resultados, pode ser guardado e utilizado como um modelo independente do RFEM.
A rigidez inicial Sj,ini é um parâmetro decisivo para avaliar se uma ligação pode ser caracterizada como rígida, não rígida ou articulada.
No módulo "Ligações de aço", é possível calcular a rigidez inicial Sj,ini de acordo com o Eurocódigo (EN 1993-1-8, Secção 5.2.2) e a AISC (AISC 360-16 Cl. E3.4) em relação aos esforços internos N, My e/ou Mz.
A transferência automática opcional das rigidezes iniciais permite uma transferência direta como rigidez de articulação de extremidade de barra no RFEM. Em seguida, toda a estrutura é recalculada e os esforços internos resultantes são adotados automaticamente como cargas no cálculo e dimensionamento dos modelos de ligação.
Este processo de iteração automatizado elimina a necessidade de exportar e importar dados manualmente, reduzindo a quantidade de trabalho e minimizando possíveis fontes de erro.
Vídeo explicativo: Cálculo da rigidez inicial Sj,iniNo módulo Ligações de aço, pode dimensionar ligações de barras com secções compostas. Além disso, pode realizar verificações de ligações para quase todas as secções de parede fina na biblioteca do RFEM.
Ir para vídeo explicativoAgora, pode dimensionar ligações de acordo com a norma americana ANSI/AISC 360-16 no módulo Ligações de aço. Os seguintes procedimentos de verificação estão integrados:
- Verificação de fatores de carga e resistência (LRFD)
- Allowable Stress Design (ASD)
- 002089
- Generalidades
- Torção com empenamento (7 GDL) para o RFEM 6
- Deformação por torção (7 DOF) para o RSTAB 9
- Consideração de sete direções de deformação locais (ux, uy, uz, φx, φy, φz, ω) ou oito esforços internos (N, Vu, Vv, Mt,pri, Mt,sec, Mu, Mv, Mω) no cálculo de elementos de barra
- Utilizável em combinação com uma análise estrutural de acordo com a análise geométrica linear, análise de segunda ordem e análise de grandes deformações (também podem ser consideradas imperfeições)
- Em combinação com o módulo de análise de estabilidade, permite determinar os fatores de carga críticos e as formas próprias de problemas de estabilidade, tais como encurvadura por torção e encurvadura por flexão-torção
- Consideração de chapas de extremidade e reforços transversais como molas de empenamento ao calcular as secções em I com determinação automática e representação gráfica da rigidez da mola de empenamento
- Representação gráfica do empenamento da secção das barras na deformação
- Integração total com o RFEM e o RSTAB
- 002090
- Generalidades
- Torção com empenamento (7 GDL) para o RFEM 6
- Deformação por torção (7 DOF) para o RSTAB 9
O cálculo da torção com empenamento é realizado em todo o sistema. Tenha em consideração o sétimo grau de liberdade adicional para o cálculo da barra. As rigidezes dos elementos estruturais ligados são automaticamente consideradas. Isto significa que não é necessário definir rigidezes de mola equivalentes ou condições de apoio para um sistema separado.
Pode depois utilizar os esforços internos do cálculo que tem torção com empenamento nos módulos para o dimensionamento. Considere o bimomento de empenamento e o momento de torção secundário dependendo do material e da norma selecionada. Uma aplicação típica é a análise de estabilidade de acordo com a teoria de segunda ordem com imperfeições em estruturas de aço.
Sabia que? A aplicação não está limitada apenas a secções de aço de parede fina. Isto permite, por exemplo, o cálculo do momento derrubante ideal de vigas com secções de madeira maciça.
- 002401
- Generalidades
- Torção com empenamento (7 GDL) para o RFEM 6
- Deformação por torção (7 DOF) para o RSTAB 9
- Pode ativar ou desativar a utilização do torção com empenamento no separador Módulos dos dados gerais do modelo'.
- Após a ativação, a interface de utilizador no RFEM é alargada com novas entradas no navegador, nas tabelas e nas caixas de diálogo.
Através da extensão de módulo integrada RF-/STEEL Warping Torsion, é possível efetuar no RF-/STEEL AISC o dimensionamento de acordo com o Guia de Dimensionamento 9 (Design Guide 9).
O cálculo é executado com 7 graus de liberdade segundo a teoria da torção com empenamento e permite um dimensionamento da estabilidade próximo da realidade com consideração da torção.
A determinação do momento de encurvadura por flexão-torção ocorre no RF-/STEEL AISC através de um solucionador de valores próprios, o qual permite a determinação precisa da carga de encurvadura crítica.
O solucionador de valores próprios é completado por uma janela de visualização dos gráficos da forma própria que serve para verificar as condições de fronteira.
No RF-/STEEL AISC, existe a possibilidade de considerar restrições laterais em quaisquer posições. Por exemplo, é possível reforçar somente o banzo superior.
Além disso, podem ser atribuídos apoios intermédios definidos pelo utilizador, por exemplo, molas de rotação e molas de translação em diferentes posições na secção.
As verificações determinantes são resumidas numa tabela e representadas em conjunto com a geometria das ligações. Nas seguintes janelas de resultados podem ser visualizados todos os detalhes fundamentais do dimensionamento.
São exibidas imediatamente as dimensões, as propriedades do material e as soldaduras para a construção das ligações e podem ser incluídas no relatório de impressão. Da mesma forma, a exportação para ficheiro DXF é ativada. As ligações podem ser visualizadas no módulo adicional RF-/JOINTS Timber - Timber to Timber ou no programa RFEM/RSTAB.
Todos os gráficos podem ser integrados no relatório de impressão do RFEM/RSTAB ou imprimidos diretamente. Devido à saída de resultados à escala, é possível uma comprovação visual logo na fase de dimensionamento.
Podem ser visualizadas as seguintes verificações:
- Verificação do espaçamento mínimo
- Capacidade portante de cada parafuso
Em primeiro lugar, selecione o tipo de ligação e a norma para o dimensionamento.
As barras a serem conectadas são importadas do modelo do RFEM/RSTAB. O módulo adicional verifica automaticamente se todas as condições geométricas são cumpridas.
Além disso, as cargas são importadas automaticamente do RFEM/RSTAB. Na janela Geometria, podem ser especificados os parâmetros dos parafusos (diâmetro, comprimento, ângulo etc.).
- Dimensionamento de ligações articuladas
- Inclinação biaxial da barra conectada (por exemplo, ligação de viga de cobertura)
- Ligação de número infinito de barras num nó para o tipo "Só barra principal"
- Diâmetros de parafuso de 6 mm–12 mm
- Verificação automática do espaçamento mínimo entre parafusos
- Definição opcional livre de espaçamentos de parafusos
- Transferência de excentricidade do modelo do RFEM/RSTAB
- Alinhamento de parafusos em cruz ou paralelo
- Definição de até 16 parafusos numa linha
- Visualização gráfica de ligações no módulo adicional RFEM/RSTAB
- Execução de todas as verificações necessárias
Como o módulo RF‑/DYNAM Pro está integrado no RFEM ou no RSTAB, é possível integrar resultados numéricos, assim como gráficos do RF‑/DYNAM Pro - Nonlinear Time History, no relatório de impressão global. Da mesma maneira, todas as opções de visualização gráfica do RFEM e do RSTAB estão disponíveis. Os resultados da análise de histórico de tempo são mostrados num diagrama de histórico de tempo.
Todos os resultados são representados em função do tempo. Os valores numéricos podem ser exportados para o MS Excel. As combinações de resultados podem ser exportadas selecionando os resultados dos intervalos de tempo individuais ou filtrando os resultados mais desfavoráveis de todos os intervalos de tempo.
Cálculo no RFEM
A análise não linear de histórico de tempo é efetuada com a análise implícita de Newmark ou a análise explícita. Ambos são métodos de integração de tempo diretos. A análise implícita requer pequenos intervalos de tempo para proporcionar resultados com precisão. A análise explícita determina o intervalo de tempo necessário automaticamente para garantir a estabilidade da solução. A análise explícita é adequada para a análise de excitações pequenas, tais como excitações de impulsos ou explosões.
Cálculo no RSTAB
A análise não linear de histórico de tempo é efetuada com a análise explícita. Este é um método de integração de tempo direto e a determinação do intervalo de tempo necessário é automática para garantir a estabilidade da solução.
O RF-/DYNAM Pro - Nonlinear Time History está integrado na estrutura do módulo RF‑/DYNAM Pro - Forced Vibrations e é expandido através de dois métodos de análise não-lineares (no RSTAB só um método de análise).
Os diagramas força-tempo podem ser introduzidos pelo utilizador como transitórios, periódicos ou em função do tempo. Os casos de carga dinâmicos combinam os diagramas de tempo com os casos de carga estáticos, o que dá muita flexibilidade. No seguimento, é possível definir intervalos de tempo para o cálculo, o amortecimento estrutural e as opções de exportação nos casos de carga dinâmicos.
- Tipos de barra não lineares, tais como tirantes, escoras e cabos
- Não-linearidades de barras, tais como rotura, rasgamento e fluência sob tração ou compressão
- Não linearidades de apoios, tais como rotura, atrito, diagrama e atividade parcial
- Não-linearidades de articulações, tais como atrito, atividade parcial, diagrama e fixo para esforços internos positivos ou negativos
- Diagramas de tempo definidos pelo utilizador em função do tempo, na forma de tabelas ou como cargas harmónicas
- Combinação dos diagramas de tempo com casos ou combinações de cargas do RFEM/RSTAB (isto permite a definição de cargas de nós, barras e superfícies, assim como cargas livres e geradas, variáveis em função do tempo)
- Possibilidade de combinar várias funções de excitação independentes
- Análise não linear de histórico de tempo com a análise implícita de Newmarks (só no RFEM) ou a análise explícita
- Amortecimento estrutural definido pelos coeficientes de amortecimento de Rayleigh
- Importação direta de deformações iniciais de um caso ou combinação de cargas (só no RFEM)
- Alterações de rigidez como condições iniciais, por exemplo, efeito de força axial, barras desativadas (só no RSTAB)
- Representação gráfica de resultados num diagrama de histórico de tempo
- Exportação de resultados em intervalos de tempo definidos pelo utilizador ou como envolvente
- Modelação de secções transversais através de elementos, secções, arcos e elementos de ponto
- Biblioteca expansível de propriedades de material, limites de elasticidade e tensões limite
- Propriedades de secções abertas, fechadas ou não ligadas
- Propriedades efetivas de secções constituídas por diferentes materiais
- Determinação de tensões em cordões de soldadura
- Análise de tensões incluindo o dimensionamento da torção primária e secundária
- Verificação das relações (c/t)
- Secções efetivas de acordo com as normas
- EN 1993-1-5 (incluindo painéis de encurvadura reforçados da Secção 4.5)
-
EN 1993-1-3
-
EN 1999-1-1
-
DIN 18800-2
- Classificação de acordo com as normas
-
EN 1993-1-1
-
EN 1999-1-1
-
- Interface com o MS Excel para importar e exportar tabelas
- Relatório de impressão
- Aplicável a barras definidas como conjuntos de barras
- Solucionador independente que considera sete direções de deformação (ux, uy, uz, φx, φy, φz, ω) ou oito esforços internos (N, Vu, Vv, Mt,pri, Mt,sec, Mu, Mv, Mω)
- Dimensionamento não linear de acordo com a análise de segunda ordem
- Entrada de imperfeições
- Cálculo de fatores de carga crítica e formas próprias de encurvadura (flambagem), assim como a sua visualização (incl. empenamento)
- Integração para o dimensionamento de barras nos módulos adicionais RF‑/STEEL EC3 e RF-/STEEL AISC
- Disponível para todas as secções em aço de parede fina
Todos os resultados podem ser facilmente avaliados e visualizados de forma numérica e gráfica. As funções de seleção permitem uma avaliação específica.
O relatório de impressão corresponde aos elevados padrões do e ]] produtos/estruturas-de-vigas-rstab/rstab-9/o-que-e-o-rstab RSTAB]]. As alterações são atualizadas automaticamente.
O SHAPE-THIN calcula todas as propriedades relevantes das secções, incluindo os esforços internos limite plásticos. As zonas sobrepostas são consideradas de forma próxima da realidade. Se as secções forem constituídas por diferentes materiais, o SHAPE‑THIN determina as propriedades efetivas da secção em relação ao material de referência.
Além da análise de tensão elástica, é possível realizar a verificação plástica com interação dos esforços internos para qualquer formato de secção. As verificações de interação plásticas são realizadas pelo método Simplex. As hipóteses de cedência podem ser selecionadas de acordo com Tresca ou von Mises.
O SHAPE-THIN efetua uma classificação das secções de acordo com as normas EN 1993-1-1 e EN 1999-1-1. Para secções de aço de classe 4, o programa determina larguras efetivas para painéis de encurvadura não reforçados ou reforçados de acordo com a EN 1993-1-1 e a EN 1993-1-5. Para secções de alumínio de classe 4, o programa calcula as espessuras efetivas de acordo com a EN 1999-1-1.
Opcionalmente, o SHAPE‑THIN verifica os valores de c/t limite em conformidade com os métodos de dimensionamento el-el, el-pl ou pl-pl de acordo com a DIN 18800. As zonas c/t dos elementos orientados na mesma direção são reconhecidas automaticamente.
O SHAPE-THIN inclui uma extensa biblioteca de secções laminadas e parametrizadas. Estas podem ser combinadas ou complementadas com novos elementos. É possível modelar uma secção composta por diferentes materiais.
As ferramentas e funções gráficas permitem a modelação de formas complexas de secções da forma habitual para programas de CAD. A entrada gráfica oferece, entre outros, a opção de definir elementos de ponto, cordões de soldadura, arcos, secções retangulares e circulares parametrizadas, elipses, arcos elípticos, parábolas, hipérboles, splines e NURBS. Alternativamente, é possível importar um ficheiro DXF que é utilizado como base para uma modelação adicional. Também existe a possibilidade de utilizar linhas auxiliares para a modelação.
Além disso, a entrada parametrizada permite a entrada do modelo e dos dados de carga de tal maneira que estes dependam de determinadas variáveis.
Os elementos podem ser divididos ou adicionados a outros objetos de forma gráfica. O SHAPE-THIN divide automaticamente os elementos e assegura um fluxo de corte sem interrupções através da introdução de elementos nulos. No caso de elementos nulos, pode ser definida uma espessura específica para controlar a transferência de corte.
O SHAPE-THIN determina as propriedades de secções e tensões para qualquer perfil aberto, fechado, ligado ou não ligado.
- propriedades da secção
- Área de secção total A
- Áreas de corte Ay, Az, Au e Av
- Posição do centro de massa yS, zS
- momentos da superfície 2 graus Iy, Iz, Iyz, Iu, Iv, Ip, Ip,M
- Raios de giração iy, iz, iyz, iu, iv, ip, ip,M
- Inclinação dos eixos principais α
- Peso da secção G
- Perímetro da secção U
- constantes de torção da área graus IT, IT,St.Venant, IT,Bredt, IT,s
- Posição do centro de corte yM, zM
- Constantes de empenamento Iω,S, Iω,M ou Iω,D para restrições laterais
- Módulos de secção máx/mín Sy, Sz,Su, Sv, Sω,M com posições
- Gamas de secções ru, rv, rM,u, rM,v
- Fator de redução λM
- Propriedades de secções plásticas
- Força normal Npl,d
- Forças transversais Vpl,y,d, Vpl,z,d, Vpl,u,d, Vpl,v,d
- Momentos fletores Mpl,y,d, Mpl,z,d, Mpl,u,d, Mpl,v,d
- Módulos de secção Wpl,y, Wpl,z, Wpl,u, Wpl,v
- Áreas de corte Apl,y, Apl,z, Apl,u, Apl,v
- Posição dos eixos de bissetriz da área fu, fv,
- Representação da elipse de inércia
- Momentos estáticos
- Primeiros momentos de área Su, Sv, Sy, Sz com dados sobre máximos e posição, assim como especificação do fluxo de corte
- Coordenadas de empenamento ωM
- momentos da área (áreas de empenamento) Sω,M
- Áreas da célula Am
- Tensão
- Tensões normais σx devido a esforço axial, momentos fletores e bimomento de empenamento
- Tensões de corte τ dos esforços de corte e dos momentos de torção primários e secundários
- Tensões equivalentes σv com fator ajustável para tensões de corte
- Relações de tensões em relação às tensões limite
- Tensões em bordas de elementos ou linhas centrais
- Tensões em cordões de soldadura
- Sistemas de reforço
- Propriedades de secção de perfis não ligados (núcleos de edifícios altos, secções mistas)
- Esforços transversais de secções parciais devido a flexão e torção
- Dimensionamento plástico
- Cálculo plástico com determinação do fator de majoração αpl
- Verificação das relações (c/t) segundo os métodos de verificação el-el, el-pl ou pl-pl de acordo com a DIN 18800
Uma vez que o RF-/STEEL Warping Torsion está totalmente integrado no RF‑/STEEL EC3 e no RF-/STEEL AISC, os dados são introduzidos da mesma maneira como para o dimensionamento habitual nestes módulos adicionais. Para ativar a extensão, só é necessário selecionar a opção "Método geral com análise de torção de empenamento" em Detalhes (ver imagem do lado esquerdo). Nesta caixa de diálogo é também possível definir o número máximo de iterações.
A análise da torção com empenamento é efetuada para conjuntos de barras no RF‑/STEEL EC3 ou no RF-/STEEL AISC, para a qual é possível definir condições de fronteira, tais como apoios nodais ou articulações de extremidades de barras.
Existe também a possibilidade de especificar imperfeições para o cálculo não linear.
O módulo representa as verificações determinantes da ligação para os respetivos casos de carga, combinações de cargas ou de resultados. Além disso, também é possível representar os resultados separadamente para conjuntos de barras, superfícies, secções, barras, nós e apoios nodais.
- A extensão dos resultados pode ser reduzida através de um filtro, permitindo uma visualização mais clara.
Os resultados da análise de torção com empenamento são representados nos módulos adicionais RF‑/STEEL EC3 ou RF-/STEEL AISC do modo habitual. Nas respetivas tabelas de resultados, podem ser visualizados, entre outros, os valores do empenamento e da torção críticos, os esforços internos e o resumo de todas as verificações.
A representação gráfica das formas próprias (incl. empenamento) permite uma avaliação realística do comportamento da encurvadura (flambagem).