Tema:
Dimensionamento de um nó de secção oca do tipo K entre secções CHS de acordo com EN 1993-1-8
Atenção:
As secções circulares fechadas são ideais para estruturas treliçadas soldadas. A arquitetura destas estruturas é frequentemente utilizada para a construção de coberturas transparentes. Este artigo apresenta as características especiais ao dimensionar ligações de secções ocas.
Descrição:
Geral
As estruturas de treliças esbeltas constituídas por secções fechadas são cada vez mais populares na arquitetura. Devido à produção auxiliada por computador de cortes e geometrias de ligação, também é possível ter nós espaciais complexos. Este artigo técnico trata da verificação de um nó em K. A definição dos nós, em particular, é descrita em detalhe.
Detalhes do modelo
Material: S355
Secção da corda: Ro 108x6,3 | DIN 2448, DIN 2458
Secção da escora: ro 60,3x4 | DIN 2448, DIN 2458
Dimensões: ver gráfico
Atribuir o nó ao tipo de ligação
O tipo de ligação para um nó de secção oca não é apenas definido pela geometria, mas também pela orientação das forças axiais nas escoras. No nosso exemplo, existe uma força de tração na barra 35 (escora 1) e uma força de compressão na barra 36 (escora 2) no nó 28 a ser dimensionado. Tendo em conta esta distribuição de forças internas e momentos, o tipo de ligação é um nó em K. Se houvesse compressão ou tração nas duas escoras, o tipo de ligação seria um nó em Y.
Verificação dos limites de validade
A conformidade com os limites de validade é crucial para qualquer dimensionamento. A relação dos diâmetros das escoras e cordas é importante. Se não estiver no intervalo de 0,2 ≤ di/do ≤ 1,0, a verificação não pode ser realizada. A relação dos diâmetros di/do também é designada por β. A norma Europeia EN 1993-1-8 [1] especifica na Tabela 7.1 os limites de validade para escoras e barras de corda, bem como a limitação da sobreposição das escoras. Se pretende ter um intervalo entre as escoras, também tem de ser cumprida a dimensão mínima de g ≥ t-1 + t-2. t é a respetiva espessura da parede das escoras. Os componentes estruturais sujeitos à compressão também necessitam de ser classificados nas classes de secção 1 ou 2. É realizada uma verificação correspondente de acordo com a EN 1993-1-1 [2], secção 5.5.
Processo de dimensionamento
No nosso exemplo, a ligação cumpre os limites de validade de acordo com a Tabela 7.1. Por isso, de acordo com a EN 1993-1-8, secção 7.4.1 (2), é suficiente analisar a barra de corda quanto à rotura do banzo e punçoamento.
Rotura do banzo de uma barra de corda devido a força axial de acordo com EN 1993-1-8, Tabela 7.2, Linha 3.2:
Determinação da relação diâmetro-parede γ
γ = 8,57
Determinação do fator kg
kg = 1,72
Determinação do coeficiente de tração da corda kp
fp é a tração da corda a partir da força axial inicial Np e o momento adicional devido à excentricidade. Uma vez que existe compressão e tração na corda, assume-se que Np = 0. Além do mais, a excentricidade da ligação é tão pequena que um momento adicional de qualquer ligação excêntrica das escoras não tem de ser considerado. Assim, o fator auxiliar fp é igual a zero. A regra de sinal para as forças de compressão e tração no RFEM e no RSTAB difere da norma europeia EN 1993-1-8. Por isso, a fórmula para kp foi ajustada.
kp = 1,0
Determinação do esforço interno limite admissível N-Rd
N-1,Rd = N-2,Rd = 257,36 kN
N-1,Ed/N-1,Rd = 197,56/257,36 = 0,77
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