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.
O 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".
No 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.
O dimensionamento de barras de aço formadas a frio de acordo com as normas AISI S100-16/CSA S136-16 está disponível no RFEM 6. O dimensionamento pode ser acedido selecionando "AISC 360" ou "CSA S16" como norma no módulo Dimensionamento de aço. "AISI S100" ou "CSA S136" é então selecionado automaticamente para o dimensionamento formado a frio.
O RFEM aplica o método da resistência direto (DSM) para calcular a carga de encurvadura elástica da barra. O método da resistência direta oferece dois tipos de soluções, numéricas (método das tiras finitas) e analíticas (especificação). A curva de assinatura do FSM e as formas de encurvadura podem ser vistas em Secções.
No 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.
Agora, 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)
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
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.
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.
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.).
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).
Em primeiro lugar, é necessário selecionar o tipo de ligação, a norma de dimensionamento, a chapa de aço e o material das cavilhas. Opcionalmente, é possível selecionar o sistema de cavilhas WS-T da SFS (apenas para a norma EN 1995-1-1). Neste caso, a respetiva classe já está predefinida pelo fabricante.
As barras a serem ligadas são importadas do modelo do RFEM/RSTAB. O módulo adicional verifica automaticamente se todas as condições geométricas são cumpridas. Em alternativa, as ligações podem ser introduzidas manualmente.
O carregamento também é importado do RFEM/RSTAB ou, no caso de definição manual da ligação, são introduzidas cargas. Na janela de entrada de dados "Geometria" são definidas as dimensões da chapa de aço e a disposição dos elementos de ligação para as barras ligadas.
Após a seleção das cargas necessárias e da norma desejada (caso pretendido) para o dimensionamento, segue-se a definição da carga limite na janela 1.2 Parâmetros limite. Na base de dados é possível adicionar outros fabricantes, para além dos já existentes.
Após todos os elementos estarem selecionados para o dimensionamento, existe a opção para definir a classe de duração da carga (CDC). No entanto, a terceira janela só fica disponível, se os elementos de ligação de madeira forem dimensionados de acordo com as normas EN 1995-1-1 ou DIN 1052.
Após o cálculo, entre outros, são representadas as rigidezes das ligações para cada barra individual. Podem ser visualizadas as seguintes verificações:
Verificação do espaçamento mínimo
Capacidade de carga de cada ligador
Chapa de aço (esmagamento e tensão segundo o EC 3 e a AISC)
Secção reduzida da madeira, etc.
rotura em bloco
Capacidade resistente total (incluindo determinação da rigidez, verificação da tração transversal, apenas para a EN 1995-1-1 etc.)
Verificação da resistência ao fogo de acordo com a EN 1995-1-2
As verificações determinantes são resumidas numa tabela e representadas em conjunto com a geometria das ligações. Nas seguintes tabelas de saída de resultados, podem ser visualizados todos os detalhes de verificação determinantes.
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. Também podem ser exportadas para um ficheiro DXF. As ligações podem ser visualizadas no módulo adicional RF-/JOINTS Timber - Steel to Timber ou no programa RFEM/RSTAB.
Todos os gráficos podem ser integrados no relatório de impressão ou diretamente impressos. Devido à saída de resultados à escala, é possível uma comprovação visual logo na fase de dimensionamento.
Dimensionamento de extremidades de barra, barras, apoios de nó, nós e superfícies
Consideração de áreas de projeto especificadas
Verificação das dimensões da secção
Dimensionamento segundo a norma EN 1995-1-1 (norma europeia de madeira) com os respetivos anexos nacionais + DIN 1052 + DSTV DIN EN 1993-1-8 + ANSI/AWC - NDS 2015 (norma dos EUA)
Dimensionamento de diversos materiais como aço, betão e outros
Não é necessário especificar nenhuma norma
Biblioteca expansível que inclui elementos de ligação em madeira (SIHGA, Sherpa, WÜRTH, Simpson StrongTie, KNAPP, PITZL) e elementos de fixação em aço (ligações padronizadas para estruturas de aço de acordo com EC 3, M-connect, PFEIFER, TG-Technik)
Capacidades de carga limite para vigas de madeira das empresas STEICO e Metsä Wood disponíveis na base de dados
Ligação ao MS Excel
Otimização de elementos de ligação (é utilizado o elemento de ligação com melhor aproveitamento)