Tema:
Dimensionamento de vigas de laje segundo a AISC 360-16
Comentário:
Para construções com vãos longos, as vigas de alma cheia são uma opção económica. As vigas de aço com secção em I normalmente têm uma alma profunda para maximizar a sua capacidade de corte e a separação do banzo, mas têm uma alma fina para minimizar o peso próprio. Devido à sua grande relação altura-espessura (h/tw), podem ser necessários reforços transversais para reforçar a alma esbelta.
Descrição:
No RFEM 6, a opção Reforços transversais de barra pode ser utilizada para adicionar os reforços necessários ao longo do comprimento da barra. O aumento da resistência ao corte do reforço pode ser considerado no módulo Dimensionamento de aço.
A Secção G2 da AISC 'Barras em forma de I e secções em U'[1] está organizada em três secções:
- G2.1 Resistência ao corte de almas sem ação de campo de tração
- G2.2 Resistência ao corte de painéis de alma interiores com a/h ≤ 3 considerando ação de campo de tração
- G2.3 Reforços transversais
== O que é uma ação de campo de tração?
A ação do campo de tração é um fenómeno em que a alma da viga de alma cheia é dimensionada para ter uma resistência pós-encurvadura significativa. No estado pós-encurvado, a alma ainda é capaz de resistir à carga aplicada através de tração.
A acção sujeita a tração só pode ser considerada para painéis interiores quando a/h não excede 3.0 (secção AISC G2.2), onde a é a distância livre entre reforços e h é a distância livre entre os banzos.
== Exemplo
Exemplos G.8A e G.8B dos exemplos de dimensionamento AISC 2016 [2] são apresentados para comparar a resistência ao corte obtida a partir do modelo RFEM. A viga tem 17 m de comprimento, 1 m de profundidade, com banzos de 40 x 40 cm de largura e uma alma com 5/16 de espessura. O banzo comprimido está contraventado de forma contínua, o que sugere que a verificação da encurvadura por flexão-torção (encurvadura por flexão-torção) pode ser desativada no programa.
Uma viga composta pode ser criada utilizando o tipo de secção 'Paramétrica – Parede fina' e o tipo de fabricação 'Soldado'.
1) Verifique se são necessários reforços transversais de acordo com a secção G2.3 AISC
Os reforços transversais não são necessários se ''uma'' das seguintes condições for cumprida.
- h/tw é menor que 2.46 √(E/Fy)
33,0 pol/0,3125 pol = 105,6 é maior que 2,46*√(29,000 ksi/36 ksi) = 69,82
- A resistência ao corte necessária é inferior à resistência disponível.
Conforme apresentado no Verificação de dimensionamento GG6100 (Figura 04), a resistência ao corte necessária (175,8 kips) é maior do que a resistência ao corte disponível (149,4 kips).
Uma vez que nenhuma das condições acima é cumprida, são necessários reforços transversais.
2) Determinar o espaçamento dos reforços
As tabelas 3-16a, 3-16b e 3-16c do Manual de construção de aço AISC [3] são úteis para determinar o espaçamento necessário do reforço com base na relação h/tw e na tensão necessária. Alternativamente, pode ser utilizada uma abordagem iterativa de tentativa e erro para estabelecer o espaçamento.
Neste exemplo, é utilizado um espaçamento 42 no para o painel de extremidade. A resistência ao corte necessária nesta posição pode ser facilmente determinada através da ferramenta "Diagrama de resultados para barras selecionadas". No final do primeiro painel, Vz = 153,8 kips excede a resistência disponível = 149,4 kips. Por isso, também é adicionado um segundo painel com um espaçamento de 90. Não é necessário um terceiro painel uma vez que V = 106,8 kips é inferior a 149,4 kips.
3) Adicionar 'Reforços transversais de barra' listados em 'Tipos para barras' no RFEM.
Estão disponíveis diversos tipos de reforços. Neste exemplo, a "Placa de extremidade" é utilizada no início e no final da barra. "Plano" é utilizado para os reforços intermédios. A localização, o material e o tamanho são especificados para cada reforço.
A opção 'Considerar reforço' está disponível porque o módulo Dimensionamento de aço foi ativado. Esta opção pode ser ativada ou desativada para considerar o efeito de cada reforço individual no dimensionamento. Para 'Placa de extremidade', o reforço pode ser considerado 'Não rígido' ou 'Rígido'. Está selecionado 'Não rígido' quando a ação do campo de tração não pode ser considerada para o painel de extremidade.
A mola de empenamento resultante é calculada automaticamente. No entanto, não é considerado na análise sem a
Torção com empenamento (7 GDL ) módulo. Os reforços transversais não têm impacto na rigidez quando o cálculo é efetuado com 6 graus de liberdade.
4) Resistência ao corte no módulo Dimensionamento de aço
Como mencionado na Secção G2.2, pode ser utilizada a maior resistência nominal ao corte da secção G2.1 (sem a ação do campo de tração) e da secção G2.2 (considerando a ação do campo de tração). Ambas as condições são verificadas no módulo Dimensionamento de aço em Verificação de dimensionamento GG6100.
5) Requisitos do reforço transversal de acordo com a Secção G2.3 da AISC [1]
Além de fornecer a resistência ao corte da barra, a verificação GG6130 verifica:
- Relação largura-espessura do reforço (AISC eq. G2-12)
- Momento de inércia do reforço (AISC eq...
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