Análise de flambagem de placas com enrijecedores usando PLATE-BUCKLING

Artigo técnico

A análise de flambagem de placas com reforços é uma tarefa exclusiva para engenheiros. Para isso, a EN 1993‑1‑5 fornece três métodos de cálculo:

  • Método Transversal Efetivo, [1] , Capítulo 4-7
  • Método de estresse reduzido, [1] , capítulo 10
  • Métodos de Análise de Elementos Finitos (MEF), [1] , Apêndice C

No PLATE-BUCKLING , o método de estresse reduzido é implementado. Este artigo fornece informações que podem ser usadas para o design de painéis de flambagem reforçados.

Determinação de valores de flambagem

Geralmente, existem duas opções para determinar os valores de flambagem dos painéis de flambagem reforçados. Primeiro, você pode obter os valores diretamente dos diagramas usando as condições de contorno existentes de acordo com [2][3] . Segundo, você pode executar um cálculo de autovalor. O cálculo do autovalor determina fatores críticos de carga para a tensão existente. Por recálculo usando tensão crítica de flambagem, você pode obter os valores de flambagem.

Seleção da forma do modo de controle

A avaliação das formas do modo determinado é essencial para o design. A análise de flambagem deve ser executada para o painel endurecido e o modo de flambagem correspondente exibirá o modo de falha global. A primeira forma do modo determinado pode ser usada para avaliar se existe a flambagem de um subpainel, seção do painel ou placa enrijecida. O exemplo a seguir mostra a primeira forma de modo para o subpainel de encurvamento acima e abaixo do enrijecedor longitudinal.

Figura 01 - Flambagem Local

Neste ponto, deve ser decidido se os subpainéis correspondentes devem ser analisados separadamente ou se uma forma de modo global deve ser selecionada nas formas de modo superior. PLATE-BUCKLING fornece a opção de determinar até 50 formas de modo. A figura a seguir mostra o Modo de Fivela nº 17 para a falha global do painel endurecido.

Figura 02 - Buckling Global

Determinação de Estresses de Flambagem de Placa Crítica

Com base no design da placa endurecida e usando a forma de modo global correspondente, o cálculo das tensões críticas de encurvamento da placa de acordo com [1] , Apêndice A, pode ser realizado usando os valores de encurvadura e a tensão crítica de encurvamento.

Como alternativa, existem as fórmulas analíticas para o cálculo da tensão crítica de encurvamento da placa fornecidas em [1] , Apêndice A. No entanto, as seguintes condições de contorno devem ser aplicadas ao usar estas fórmulas:

  • Pelo menos três enrijecedores longitudinais que podem ser aplicados como placas ortotrópicas equivalentes
  • Um enrijecedor longitudinal na zona de compressão de um painel de flambagem
  • Dois reforços longitudinais na zona de compressão de um painel de flambagem

O método de cálculo para um ou dois reforços longitudinais na zona de compressão é baseado no membro equivalente elasticamente suportado. As tensões críticas de flambagem determinadas pela extrapolação para a borda de compressão resultam em tensões críticas de flambagem da placa.

Exemplo de processo de design

O exemplo a seguir aplicará este processo de design:

Figura 03 - Exemplo

Como mencionado anteriormente, a primeira forma de modo exibe o modo de flambagem local e, portanto, não está governando o projeto da placa endurecida. Nesse caso, agora você pode explorar um processo de design alternativo.

Opção 1: Análise de flambagem com base nos subpainéis acima e abaixo do enrijecedor longitudinal

Em um caso de projeto separado no PLATE-BUCKLING, o subpainel correspondente é definido com as dimensões, condições de limite e cargas correspondentes. A análise de flambagem é então realizada para o painel de flambagem não reforçado.

Figura 04 - Painel de Flambagem Design Local

Opção 2: Análise de flambagem para o modo de modo global governante do subpainel

O PLATE-BUCKLING permite não apenas a análise de até 50 formas de modo, mas também pode ser útil para todas as análises de flambagem correspondentes. No exemplo a seguir, a forma do modo de controle (Modo No. 17) é usada para o design do subpainel.

Figura 05 - Painel de Design Global Buckling

Deve-se observar que, como alternativa à Opção 2, é possível realizar a análise usando o método de cálculo analítico para determinar as tensões críticas de encurvadura e de encurvadura da placa, conforme descrito no Apêndice A.2. No entanto, como a forma de modo global do subpainel pode ser claramente definida, isso não é necessário para este exemplo.

Resumo

Cálculos manuais de painéis de flambagem reforçados podem ser muito difíceis e demorados.
Em muitos casos, a análise pode não ser possível sem cálculos numéricos extensivos. O software PLATE-BUCKLING fornece uma solução para essas necessidades e permite análises eficientes de flambagem de placas.

Referência

[1] Comité Europeu de Normalização. (2016). Eurocódigo 3: Projeto de estruturas de aço - Parte 1‑5: Elementos estruturais revestidos. EN 1993‑1‑5. Bruxelas: CEN.
[2] Klöppel, K. & Scheer, J. (1960). Veja mais Rechteckplatten, Band 1. Berlim: Verlag Wilhelm Ernst und Sohn.
[3] Klöppel, K. & Scheer, J. (1968). Para mais informações, Rechteckplatten, Band 2. Berlim: Verlag Wilhelm Ernst und Sohn.

Downloads

Ligações

Contacto

Contacto da Dlubal

Tem alguma questão ou necessita de ajuda? Então entre em contacto com a nossa equipa de apoio técnico gratuita por e-mail, chat ou no fórum, ou então consulte as perguntas mais frequentes (FAQ).

+49 9673 9203 0

(falamos português)

info@dlubal.com

RFEM Programa principal
RFEM 5.xx

Programa principal

Software de engenharia estrutural para análises de elementos finitos (AEF) de estruturas planas e espaciais constituídas por lajes, paredes, vigas, sólidos e elementos de contacto

Preço de primeira licença
3.540,00 USD
RFEM Estruturas de Aço
RF-PLATE-BUCKLING 5.xx

Módulo adicional

Verificação da encurvadura (flambagem) local de placas retangulares com e sem reforço

Preço de primeira licença
900,00 USD
Programas autónomos Estruturas em aço
PLATE-BUCKLING 8.xx - Stand-Alone

Programa autónomo

Verificação da encurvadura (flambagem) local de lajes com e sem reforço

Preço de primeira licença
900,00 USD