Já lhe aconteceu? A otimização estrutural nos programas RFEM e RSTAB é uma conclusão da entrada paramétrica. É um processo paralelo ao cálculo efetivo do modelo com todas as suas definições regulares de cálculo e dimensionamento. O módulo parte do princípio de que o seu modelo ou bloco é criado parametricamente e é controlado na sua totalidade por parâmetros de controlo globais do tipo "otimização". Portanto, esses parâmetros de controlo têm um limite inferior e superior e um incremento para delimitar a faixa de otimização. Se pretende encontrar os valores ideais para os parâmetros de controlo, tem de especificar um critério de otimização (por exemplo, peso mínimo) com a seleção de um método de otimização (por exemplo, otimização por enxame de partículas).
A estimativa de custos e emissões de CO2 já pode ser encontrada nas definições de materiais. Pode ativar as duas opções individualmente em cada definição de material. A estimativa é baseada numa unidade de custo unitário ou emissão unitária para barras, superfícies e sólidos. Neste caso, pode selecionar se pretende especificar as unidades por peso, volume ou área.
Existem dois métodos que pode utilizar para o processo de otimização através dos quais pode encontrar os valores de parâmetros ideais de acordo com um critério de peso ou deformação.
O método mais eficiente e com o menor tempo de cálculo é a otimização quase natural por enxame de partículas (PSO). Já ouviu falar ou li sobre isso? Esta tecnologia de inteligência artificial (IA) tem uma forte analogia com o comportamento de bandos de animais em busca de um local de repouso. Em tais enxames, é possível encontrar muitas pessoas (solução de otimização, por exemplo, peso) que gostam de permanecer em um grupo e seguir o movimento do grupo. Vamos 'assumir que cada elemento individual do enxame necessita de parar num local de repouso ideal (cf. a melhor solução, por exemplo, o peso mais baixo). Esta necessidade aumenta à medida que se aproxima do local de repouso. Assim, o comportamento do enxame também é influenciado pelas propriedades do espaço (cf. diagrama de resultados).
Porquê esta incursão pela biologia? A razão é muito simples, o processo PSO prossegue de forma semelhante no RFEM ou no RSTAB. A execução do cálculo inicia com um resultado de otimização a partir de uma atribuição aleatória dos parâmetros a serem otimizados. Determina repetidamente novos resultados de otimização com valores de parâmetros variados, os quais são baseados na experiência das mutações do modelo realizadas anteriormente. O processo continua até que o número especificado de possíveis mutações do modelo seja alcançado.
Como alternativa a este método, o programa também oferece um método de processamento em lote. Este método tenta verificar todas as possíveis mutações do modelo especificando aleatoriamente os valores para os parâmetros de otimização até ser alcançado um número pré-determinado de possíveis mutações do modelo.
Após calcular uma mutação do modelo, ambas as variantes verificam também os respetivos resultados de dimensionamento ativados dos módulos. Além disso, guardam a variante com o correspondente resultado de otimização e atribuição de valores dos parâmetros de otimização se a utilização for < 1.
Os custos totais e as emissões estimados podem ser determinados a partir das respetivas somas dos materiais individuais. As somas dos materiais são compostas pelas somas parciais baseadas no peso, no volume e na área dos elementos de barra, superfície e sólido.
Ambos os métodos de otimização têm algo em comum. No final do processo, apresentam uma lista de mutações de modelo a partir dos dados armazenados. Esta contém os detalhes do resultado da otimização de controlo e a correspondente atribuição de valores dos parâmetros de otimização. Esta lista está organizada por ordem decrescente. Encontrará a melhor solução assumida no topo. Neste caso, o resultado da otimização com a atribuição de valor determinada é o mais próximo do critério de otimização. Todos os resultados do módulo têm uma utilização <1. Além disso, assim que a análise estiver concluída, o programa ajustará automaticamente a atribuição de valor à solução ideal para os parâmetros de otimização na lista de parâmetros global.
Nos diálogos de materiais encontrará os separadores "Cálculo de custos" e "Estimativa de emissões de CO2". Estes apresentam as somas individuais estimadas de barras, superfícies e sólidos atribuídas individualmente por unidade de peso, volume e área. Além disso, estes separadores mostram os custos e as emissões totais de todos os materiais atribuídos. Isto proporciona-lhe uma boa vista geral do seu projeto.
Assim que ativa o módulo Form-finding nos dados gerais, um efeito de determinação da forma é atribuído aos casos de carga com a categoria de "Pré-esforço" em conjunto com as cargas de determinação da forma do catálogo de cargas de barras, superfícies e sólidos. Trata-se de um caso de carga de pré-esforço. Este transforma-se numa análise de determinação da forma para o modelo completo com todos os elementos de barras, superfícies e sólidos definidos no mesmo. A determinação da forma dos elementos de barra e membrana relevantes no modelo completo pode ser realizada através de cargas de determinação da forma especiais e definições de carga regulares. Estas cargas de determinação da forma descrevem o estado esperado de deformação ou de força após a determinação da forma nos elementos. As cargas regulares descrevem o carregamento externo do sistema completo.
Sabe exatamente como é que o form-finding é realizado? Em primeiro lugar, o processo de determinação da forma dos casos de carga com a categoria de casos de carga "Pré-esforço" desloca a geometria da malha inicial para uma posição de equilíbrio ideal através de ciclos de cálculo iterativos. Para esta tarefa, o programa utiliza o método da Updated Reference Strategy (URS) do Prof. Bletzinger e do Prof. Ramm. Esta tecnologia é caracterizada por formas de equilíbrio que, após o cálculo, cumprem quase exatamente as condições de fronteira de determinação da forma inicialmente especificadas (flecha, força e pré-esforço).
Além da descrição pura das forças ou flechas esperadas nos elementos a serem formados, a abordagem integral do URS também permite uma consideração de forças regulares. No processo global, isso permite, por exemplo, uma descrição do peso próprio ou uma pressão pneumática por meio de cargas de elemento correspondentes.
Todas estas opções dão ao núcleo de cálculo o potencial para calcular formas anticlásticas e sinclásticas que estejam em equilíbrio de forças para geometrias planas ou de rotação simétrica. Para poder implementar individualmente ou conjuntamente os dois tipos de forma realista num ambiente, o cálculo oferece duas opções para descrever os vetores de força de determinação da forma:
Método de tração – descrição dos vetores de força de determinação da forma no espaço para geometrias planas
Método de projeção – descrição dos vetores de força de determinação da forma num plano de projeção com fixação da posição horizontal para geometrias cónicas
O processo de determinação da forma gera um modelo estrutural com forças ativas no "caso de carga de pré-esforço". Este caso de carga mostra o deslocamento a partir da posição de entrada inicial para a geometria determinada nos resultados da deformação. Nos resultados baseados na força ou tensão (esforços internos da barra e da superfície, tensões de volume, pressões do gás etc.), é definido o estado para a manutenção da forma encontrada. Para a análise da geometria da forma, o programa oferece um gráfico de linhas de contorno bidimensional com saída da altura absoluta e um gráfico de inclinação para a visualização da situação de declive.
Agora, vamos ao cálculo e à análise estática do modelo global. Para isso, o programa transfere a geometria encontrada, incluindo as expansões elemento a elemento, para um estado inicial universalmente aplicável. Agora, pode utilizá-la nos casos de carga e nas combinações de carga.
Em comparação com o módulo adicional RF-FORM-FINDING (RFEM 5), foram adicionadas as seguintes novas funções ao módulo Form-finding para o RFEM 6:
Especificação de todas as condições de fronteira de carga da determinação da forma num caso de carga
Armazenamento dos resultados de form-finding como estado inicial para posterior análise do modelo
Atribuição automática do estado inicial de form-finding através de assistentes de combinação para todas as situações de carga de uma situação de dimensionamento
Condições de fronteira de geometria da determinação da forma adicionais para barras (comprimento sem tensão, flecha vertical máxima, flecha vertical de ponto baixo)
Condições de fronteira de carga da determinação da forma adicionais para barras (força máxima na barra, força mínima na barra, componentes de tração horizontal, tração na extremidade i, tração na extremidade j, tração mínima na extremidade i, tração mínima na extremidade j)
Tipo de material "Tecido" e "Folha" na biblioteca de materiais
Form-finding paralelos num modelo
Simulação de estados de form-finding sequenciais em conexão com o módulo Análise das fases de construção (CSA)
Em comparação com o módulo adicional RF-/TIMBER Pro (RFEM 5/RSTAB 8), foram adicionadas as seguintes novas funções ao módulo Dimensionamento de madeira para o RFEM 6/RSTAB 9:
Além do Eurocódigo 5, estão integradas outras normas internacionais (SIA 265, ANSI/AWC NDS, CSA O86, GB 50005)
Verificação de compressão perpendicular à direção da fibra (pressão de apoio)
Implementação do solucionador de valores próprios para determinar o momento crítico para a encurvadura por flexão-torção (apenas EC 5)
Definição de diferentes comprimentos efetivos para dimensionamentos de resistência ao fogo e à temperatura normal
Avaliação de tensões através de tensões unitárias (MEF)
Verificações de estabilidade otimizadas para barras de secção variável
Unificação de materiais para todos os anexos nacionais (apenas uma norma "EN" está agora disponível na biblioteca de materiais para uma melhor visão geral)
Representação de enfraquecimentos da secção diretamente na representação
Saída das fórmulas de verificação utilizadas (incluindo uma referência à equação utilizada da norma)
Pode ter a certeza de que os custos são um fator importante no planeamento estrutural de qualquer projeto. E também é essencial cumprir as disposições em matéria de estimativa de emissões. O módulo de duas partes Otimização e custos/estimativa das emissões de CO2 torna mais fácil encontrar o caminho através da floresta de normas e opções. Utiliza a tecnologia de inteligência artificial (IA) de otimização por enxame de partículas (PSO) para encontrar os parâmetros adequados para modelos e blocos parametrizados que garantem a conformidade com os critérios de otimização habituais. Por outro lado, este módulo estima os custos do modelo ou as emissões de CO2 especificando os custos unitários ou as emissões por definição de material para o modelo estrutural. Este módulo é a opção mais segura.
Cálculo de flechas e comparação com valores limite normativos ou ajustados manualmente
Consideração de contra-flechas no cálculo das flechas
Possibilidade de diferentes valores limite dependendo do tipo de situação de dimensionamento
Ajuste manual de comprimentos de referência e segmentação por direção
Cálculo de flechas relacionadas com a estrutura inicial ou com a estrutura deformada
Consideração automática de deformações dependentes do tempo através do aumento da carga com fator de fluência (também pode ser definido pelo utilizador do lado da rigidez)
Verificação simplificada de vibrações
Saída de resultados gráfica integrada no RFEM/RSTAB, por exemplo, utilização de valor limite, deformação ou flecha
Integração completa dos resultados no relatório de impressão do RFEM/RSTAB
O seu programa RFEM/RSTAB é responsável por gerar e calcular as combinações de cargas e resultados necessárias para o estado limite de utilização. Selecione as situações de dimensionamento para a verificação da flecha no módulo Dimensionamento de madeira. Os valores de deformação calculados são então determinados em cada posição da barra, dependendo da contra flecha especificada e do sistema de referência, e depois comparados com os valores limite.
Pode definir o valor limite a ser observado para a deformação de cada componente individualmente na configuração do estado limite de utilização. Neste caso, a deformação máxima não deve exceder o valor limite permitido em função do comprimento de referência. Quando define os apoios de dimensionamento, pode segmentar os componentes. Isto permite determinar automaticamente o comprimento de referência correspondente para cada direção de dimensionamento.
Com base na posição dos apoios de cálculo atribuídos, o programa determina automaticamente a diferença entre vigas e consolas. Assim, pode ter a certeza de que o valor limite é determinado em conformidade.
As verificações do estado limite de utilização estão totalmente integradas nas tabelas de resultados do módulo Dimensionamento de madeira. Se pretende verificar os resultados do dimensionamento, pode abrir o programa e apresentar os resultados com todos os detalhes em cada posição das barras dimensionadas. Além disso, estão disponíveis gráficos com os diagramas de resultados das relações de dimensionamento.
A coisa especial é que Todas as tabelas e gráficos de resultados podem ser integrados no relatório de impressão global do RFEM/RSTAB como parte dos resultados do dimensionamento de madeira. Também é possível visualizar e documentar as deformações de toda a estrutura como parte da funcionalidade do RFEM/RSTAB. Esta função é independente do módulo.
Grande variedade de secções, tais como secções retangulares, quadradas, em forma de T, circulares, secções paramétricas, irregulares, compostas etc. (a adequação para os métodos de verificação depende da norma selecionada)
Dimensionamento de madeira laminada cruzada (CLT)
Dimensionamento de materiais à base de madeira e de madeira laminada folheada segundo o EC 5
Dimensionamento de barras de secção variável e curvadas (método de verificação dependente da norma)
Opção de ajuste dos coeficientes de verificação essenciais e dos parâmetros padrão
Flexibilidade devido às opções de configuração detalhadas para as bases do cálculo e a extensão do cálculo
Saída de resultados rápida e clara para uma vista geral imediata da distribuição das verificações após o dimensionamento
Saída detalhada dos resultados do dimensionamento e das fórmulas essenciais (caminho de resultados compreensível e verificável)
Saída de resultados numéricos claramente organizados em tabelas e com a opção de serem representados graficamente na estrutura
Integração da saída de resultados no relatório de impressão do RFEM/RSTAB
Dimensionamento para tração, compressão, flexão, corte, torção e esforços internos combinados
Consideração de um entalhe
Verificação da compressão perpendicular às fibras nos apoios de extremidade e intermédios com (EC 5) e sem elementos de armadura (parafusos totalmente roscados)
Redução opcional da força de corte no apoio
Dimensionamento de barras curvadas e de secção variável
Consideração de resistências mais altas para componentes semelhantes que estão muito próximos (fator ksys de acordo com EN 1995‑1‑1, 6.6(1)-(3))
Opção para aumentar a resistência ao corte para madeira macia segundo a DIN EN 1995-1-1:NA NDP, 6.1.7(2)
Verificações de estabilidade à encurvadura por flexão, encurvadura por torção e encurvadura por flexão-torção sob compressão
Importação dos comprimentos efetivos do cálculo através do módulo Estabilidade da estrutura
Entrada gráfica e controlo de apoios de nós e comprimentos efetivos definidos para a verificação de estabilidade
Determinação de comprimentos de barra equivalente para barras de secção variável
Consideração da posição dos reforços para derrubamento
Verificações de encurvadura por flexão-torção para componentes com carga de momento
Dependendo da norma, pode escolher entre a entrada definida pelo utilizador de Mcr, o método analítico da norma e a utilização do solucionador de valores próprios interno
Consideração do painel de corte e restrição de rotação ao utilizar o solucionador de valores próprios
Representação gráfica da forma própria se o solucionador de valores próprios foi utilizado
Verificações de estabilidade para componentes sob carga de compressão e flexão combinadas, dependendo da norma de dimensionamento
Cálculo compreensível de todos os coeficientes necessários, tais como fatores para a consideração da distribuição de momentos ou fatores de interação.
Consideração alternativa de todos os efeitos para a verificação de estabilidade ao determinar os esforços internos no RFEM/RSTAB (análise de segunda ordem, imperfeições, redução da rigidez, se necessário, em combinação com o módulo Torção com empenamento).
O RFEM/RSTAB oferece também várias funções para o caso de um incêndio. O programa permite uma geração automática de combinações de cargas e resultados para situações de dimensionamento acidental de incêndio. As barras a serem dimensionadas com os respetivos esforços internos são importados diretamente do RFEM/RSTAB. Além disso, é armazenada toda a informação sobre o material e a secção. Não 'precisa fazer mais nada.
Ao atribuir um dimensionamento da resistência ao fogo às barras e superfícies a serem verificadas, apenas define os parâmetros relevantes para o dimensionamento da resistência ao fogo. Além disso, também é possível efetuar outras configurações detalhadas, tais como a definição da exposição ao fogo de um lado para todos os lados.
Como provavelmente já devem saber, as verificações das barras selecionadas são realizadas tendo em consideração o tempo de queima definido. Todos os fatores de redução e coeficientes são armazenados em conformidade no programa e são considerados para a determinação da capacidade de carga. Isso poupa-lhe muito trabalho.
Os comprimentos efetivos para o dimensionamento de barras equivalentes são retirados diretamente das entradas de resistência. Não é necessário introduzi-los novamente.
Após a conclusão do dimensionamento, o programa apresenta as verificações da resistência ao fogo de forma clara e com todos os detalhes dos resultados. Isto permite-lhe seguir os resultados de forma completamente transparente. Os resultados também contêm todos os parâmetros necessários para que seja possível determinar a temperatura do componente na hora dos cálculos.
A par de todas estas funções, o programa permite integrar todas as tabelas e gráficos de resultados, incluindo os resultados dos estados limite último e de utilização, como parte dos resultados do dimensionamento de aço no relatório de impressão global do RFEM/RSTAB.
As opções em termos de dimensionamento de madeira são diversas. Pode considerar ângulos de corte, tensões de tracção transversais e raios de curvatura dependentes do volume para barras de secção variável e curvadas. Para dimensionar a área do corte das fibras, a resistência é ajustada em conformidade no caso de tração ou pressão de flexão. Para permitir também a análise de estabilidade com o método da barra equivalente, a altura para determinar os comprimentos de encurvadura efetivo e de encurvadura por flexão-torção é definida a uma distância de 0,65 × h em relação ao ponto de dimensionamento real.
Aqui tem livre escolha. O dimensionamento de pressão de apoio pode ser realizado em qualquer ponto para o carregamento nas direções y e z de uma secção. O utilizador é livre de distinguir entre os apoios interiores e exteriores. Pode ser definido pelo utilizador um fator kc,90 para a pressão perpendicular à fibra (por exemplo, 1,75 para madeira laminada colada). Se permitido, o comprimento do apoio é aumentado automaticamente de acordo com as especificações padrão. Isto permite um dimensionamento mais eficiente com o mínimo de esforço.
Geralmente, não existe um dimensionamento de resistência ao fogo para os apoios laterais de uma estrutura. Gostaria de tratar isso de forma diferente no seu projeto? Para ter isto em consideração no cálculo, é possível definir outros comprimentos de barra equivalentes para a situação de incêndio.
O que acontece se estiver a barlavento? Os contraventamentos de flexão-torção na parte superior não são aplicados para reduzir os comprimentos efetivos e os comprimentos de encurvadura por flexão-torção.
O software da Dlubal simplesmente torna tudo um pouco mais fácil. As verificações realizadas da norma de dimensionamento são apresentadas de forma clara. Para cada verificação, é determinado um critério de dimensionamento. Além disso, o programa fornece os detalhes de dimensionamento exibidos de forma estruturada, incluindo os valores iniciais, os resultados intermédios e os resultados finais. Uma janela de informação nos detalhes de dimensionamento apresenta o processo de cálculo com as fórmulas aplicadas, as fontes padrão e os resultados em detalhe.
Ainda está à procura do modelo? As verificações estão disponíveis em tabelas no módulo Dimensionamento de madeira. Além disso, o programa também pode mostrar a distribuição das relações de dimensionamento graficamente. Estão disponíveis extensas opções de filtro na tabela, bem como na saída gráfica, e podem ser utilizadas para apresentar as verificações de dimensionamento desejadas por estado limite ou tipo de dimensionamento.
Já lhe aconteceu? O utilizador pode definir individualmente os comprimentos de referência a serem considerados no cálculo do valor limite da deformação e os segmentos a serem verificados, dependendo da direção. Para isso, defina os apoios de cálculo nos nós intermédios de uma barra e atribua-os à respetiva direção para a análise de deformação. Nos segmentos resultantes, também é possível definir uma contra flecha para cada direção e segmento.
Utilize as reduções de secções de barra para considerar os entalhes de início, interno ou final de uma viga. Assim, a redução da viga é considerada no cálculo da capacidade de carga. No entanto, isso não se aplica à rigidez.
Utilizou o solucionador de valores próprios do módulo para determinar o fator de carga crítica dentro da análise de estabilidade? Se assim for, pode apresentar a forma própria determinante do objeto a ser dimensionado como resultado. O solucionador de valores próprios está disponível aqui para verificações da encurvadura por flexão-torção, dependendo da norma de dimensionamento utilizada.
A entrada do sistema e o cálculo dos esforços internos podem ser realizados nos programas RFEM e RSTAB. Para isso, terá acesso total às extensas bibliotecas de materiais e secções.
O dimensionamento da madeira está totalmente integrado nos programas principais. Ao mesmo tempo, considera automaticamente a estrutura e os resultados de cálculo existentes. Outras entradas para o dimensionamento de madeira, tais como comprimentos efetivos, reduções de secções ou parâmetros de dimensionamento, são atribuídas aos objetos a serem dimensionados. Em muitas partes do programa, pode facilmente selecionar os elementos graficamente utilizando a função [Selecionar].