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.
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)
No caso de secções retangulares, geralmente é possível obter uma ligação direta utilizando soldaduras. No entanto, também é possível ligá-las a outras secções da mesma forma. Além disso, outros componentes, tais como chapas de extremidade ajudam a conectar as secções retangulares a outros componentes estruturais.
Dimensionamento de uma ligação de pórtico com barras reforçadas e de secção variável. Para a ligação, foi realizada uma análise de tensões e uma verificação da estabilidade de encurvadura. Para apresentar os resultados da encurvadura, a ligação foi convertida num modelo separado.
O dimensionamento dos componentes de ligação é realizado de acordo com AISC 360-16 e Eurocódigo EN 1993-1-8.
Após a ativação do módulo, as situações de dimensionamento para as ligações de aço tem de ser ativadas na caixa de diálogo "Casos de carga e combinações".
O módulo "Estabilidade da estrutura" é necessário para a verificação da estabilidade de ligações (encurvadura).
O cálculo pode ser iniciado através da tabela ou do ícone na barra superior.
Os resultados do dimensionamento da ligação podem ser introduzidos no relatório de impressão.
Ao criar um novo relatório de impressão, selecione os itens adicionados a partir do módulo Ligações de aço
Utilize a ferramenta 'Imprimir gráficos para relatório de impressão' para inserir gráficos com os resultados da ligação, incluindo o painel de controlo, no relatório
O relatório de impressão contém as especificações dos componentes de ligação, parâmetros de dimensionamento, resultados e gráficos
Para os componentes da ligação, é possível verificar se a falha de estabilidade é relevante. Isto requer o módulo Estabilidade da estrutura.
Neste caso, calcula o fator de carga crítica para todas as combinações de carga analisadas e o número de formas próprias selecionadas para o modelo de ligação. Compare o fator de carga crítica menor com o valor limite 15 da norma EN 1993-1-1, Secção 5. Além disso, pode efetuar um ajuste do valor limite. Como resultado da análise de estabilidade, o programa representa graficamente as formas próprias correspondentes.
Para a análise de estabilidade, o RFEM utiliza um modelo de superfície adaptado para reconhecer especificamente as formas de encurvadura locais. O modelo da análise de estabilidade, incluindo os resultados, também pode ser guardado e utilizado como um ficheiro de modelo separado.
Geração automática de modelos de análise de EF: o módulo cria automaticamente um modelo de elementos finitos (EF) da ligação de aço em segundo plano.
Consideração de todos os esforços internos: As verificações do cálculo e dimensionamento incluem todos os esforços internos (N, Vy, Vz, My, Mz, MT) e não estão limitados às cargas planas.
Transferência de carga automática: todas as combinações de carga são transferidas automaticamente para o modelo de análise de EF da ligação. As cargas são transferidas diretamente do RFEM, não sendo necessária a introdução manual de dados.
Modelação eficiente: o módulo poupa tempo na modelação de situações de ligação complexas. O modelo de análise de EF criado também pode ser guardado e utilizado posteriormente para as suas próprias análises detalhadas.
Biblioteca extensível: está disponível uma biblioteca extensa e extensível com modelos de ligações de aço predefinidos.
Ampla aplicabilidade: o módulo é adequado para ligações de qualquer tipo e forma, sendo compatível com quase todas as secções laminadas, soldadas, compostas e de parede fina.
Seleção de nós no modelo do RFEM, reconhecimento automático e atribuição das barras ligadas ao nó
Muitos componentes predefinidos disponíveis para uma entrada fácil de situações de ligação típicas (por exemplo, chapas de extremidade, cantoneira de alma, ligações de aleta)
Componentes básicos universalmente aplicáveis (placas, soldaduras, planos auxiliares) para a introdução de situações de ligação complexas
Não é necessária qualquer edição manual do modelo de EF por parte do utilizador, os parâmetros de cálculo essenciais podem ser alterados através dos parâmetros de configuração
Adaptação automática da geometria da ligação, mesmo que as barras sejam posteriormente editadas, devido à relação relativa dos componentes entre si
Paralelamente à entrada, é realizado um controlo de plausibilidade pelo programa para detetar rapidamente entradas em falta ou colisões, por exemplo
Representação gráfica da geometria da ligação que é atualizada paralelamente à entrada
O programa apoia-o: Determina as forças dos parafusos com base no modelo de análise de EF e avalia-as automaticamente. O módulo realiza o dimensionamento da resistência do parafuso para casos de rotura, tais como tração, corte, forma do furo e punçoamento, de acordo com a norma e apresenta claramente todos os coeficientes necessários.
Deseja realizar uma verificação de soldadura? As soldaduras são modeladas como elementos de superfície elástico-plástico e as suas tensões são lidas a partir do modelo de análise de EF. O critério de plasticidade é definido para representar a rotura de acordo com a AISC J2-4, J2-5 (resistência das soldaduras) e J2-2 (resistência do metal de base). O dimensionamento pode ser realizado utilizando os coeficientes parciais de segurança do anexo nacional selecionado da EN 1993-1-8.
As chapas na ligação são verificadas plasticamente comparando a deformação plástica existente com a deformação plástica admissível. A predefinição é de 5% de acordo com EN 1993-1-5, Anexo C, mas pode ser ajustada pelo utilizador, bem como 5% para AISC 360.
Todos os resultados essenciais podem ser apresentados no modelo de EF. Neste caso, é possível filtrar os resultados separadamente de acordo com os respetivos componentes.
Além disso, o RFEM apresenta todas as verificações em tabelas, incluindo a representação das fórmulas utilizadas. Se pretender, pode transferir as tabelas de resultados para o relatório de impressão do RFEM.
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.
Nas janelas de resultados, são apresentados detalhadamente todos os resultados do cálculo. Além disso, são criados gráficos 3D, onde os componentes individuais, bem como as linhas de dimensão e, por exemplo, Isto permite, por exemplo, mostrar ou ocultar os dados da soldadura. No resumo dos resultados, o utilizador consegue imediatamente ver se as verificações individuais foram cumpridas. A relação de dimensionamento é adicionalmente visualizada com uma barra verde, que fica vermelha quando o dimensionamento não é cumprido. Além disso, são apresentados o número do nó e o caso de carga/combinação de cargas/combinação de resultados determinante.
Ao selecionar uma verificação, são representados os resultados intermédios em detalhe inclusive as ações e os esforços internos adicionais da geometria da ligação. Adicionalmente existe a possibilidade de representar os resultados por casos de carga ou por nós. A representação 3D mostra a ligação de forma realística e de acordo com a escala. Além das vistas principais, os gráficos podem ser visualizados de qualquer perspetiva.
Os gráficos podem ser integrados juntamente com as dimensões e as legendas no relatório de impressão do RFEM/RSTAB ou exportados no formato DXF. No relatório são apresentados todos os dados de entrada e de saída. Todas as tabelas do módulo podem facilmente ser exportadas para um ficheiro do MS Excel ou CVS. Todas as especificações necessárias para a exportação são definidas num menu de transferência especial.
Após iniciar o módulo adicional, é necessário selecionar o grupo de ligação (ligações articuladas) e de seguida a categoria de ligação e o tipo de ligação (cantoneira de alma, aleta, chapa de extremidade curta, chapa de extremidade com cantoneira). Chegado a este ponto, é possível selecionar os nós do modelo do RFEM/RSTAB a serem dimensionados. O RF-/JOINTS Steel - Pinned reconhece automaticamente as barras ligadas e determina com base na posição se se trata de pilares ou vigas.
Sendo necessário excluir certas barras do dimensionamento, o módulo permite que estas sejam desativadas. As ligações construtivamente idênticas podem ser verificadas em simultâneo para vários nós. Como carga, o utilizador seleciona os casos de carga, as combinações de cargas e as combinações de resultados determinantes para o cálculo. Alternativamente, é possível introduzir manualmente as secções e as cargas. Na última janela de entrada, a ligação é configurada passo a passo.