Classificação de seção cruzada em caso de flexão uniaxial com força axial

Artigo técnico

O módulo adicional RF- / STEEL EC3 executa uma classificação detalhada da seção cruzada em cada projeto antes que o projeto seja executado. Assim, a suscetibilidade à flambagem local de todas as partes da seção cruzada é avaliada. A classe de seção transversal definida afeta a determinação da resistência e da capacidade de rotação.

Classes de Seção Cruzada

O Eurocódigo 3 [1] especifica quatro classes de seções transversais:

Figura 01 - Classes de Seção Cruzada

A classificação da seção cruzada fornece os seguintes parâmetros e condições de contorno:

  • Suporte de uma seção transversal (em um ou ambos os lados)
  • Comprimento c de uma seção transversal
  • Espessura t de uma seção transversal
  • Força de rendimento do aço usado na forma do fator ε
  • Distribuição de tensões na parte da seção transversal projetada

A classe da seção transversal com o valor menos favorável está governando para todo o corte transversal. Para secções em I e secções em H, esta é geralmente a teia relativamente fina.

A distribuição de tensão é detectada pelo parâmetro α (plástico, classe 1 e 2) ou ψ (elástico, classe 3). Nesse caso, α representa a porcentagem de comprimento da tensão de compressão na seção transversal, enquanto ψ representa a razão das tensões limite.

Figura 02 - Explicação de α e ψ

Nota importante:

  • As tensões existentes são sempre calculadas para cima ou para baixo para a força de rendimento.
  • As tensões de compressão devem sempre ser definidas como positivas e as tensões de tração como negativas.

Na flexão uniaxial unicamente em uma seção transversal duplamente simétrica, a determinação de α e ψ é trivial. Uma força axial adicional requer outras considerações. A questão interessante é: até que ponto a força normal se aplica? Existem duas abordagens e ambas são implementadas no módulo adicional RF- / STEEL EC3.

Figura 03 - Tipos de Determinação de α e ψ

Em primeiro lugar, existe a segunda opção "Aumentar N Ed e M Ed uniformemente", que está predefinida em RF- / STEEL EC3. No caso da distribuição das tensões elásticas, as tensões existentes são aumentadas pela taxa de elasticidade / maior relação de tensões de compressão na parte da seção transversal. O parâmetro results resulta da relação entre o estresse de compressão e o estresse de tensão. Se a distribuição de tensão for plástica, o momento e a força axial são aumentados até que uma das condições de interação especificadas em [1] seja alcançada e, assim, o estado limite de plástico seja atingido. Veja a explicação em [2] , página 13.

O RF- / STEEL EC3 usa a condição de interação de acordo com a Fórmula 6.2 porque é facilmente rastreável e válido para todos os tipos de seções transversais. O gráfico a seguir mostra um exemplo de IPE 360, S 235, com as seguintes forças internas e resistências de plástico:

Mey, Ed = 125,0 kNm N Ed = 300,0 kN
M y, Rd = 239,5 kNm N Rd = 1.709,0 kN

Figura 04 - Diagrama de Interação

A extrapolação das tensões existentes resulta nas seguintes forças internas de limite:

M N, y, Rd = 179,2 kNm N meu, Rd = 430,1 kN

Com base na força axial limite, o tamanho do bloco de tensão pode agora ser determinado e aplicado nos eixos de divisão da seção transversal. Considerando os demais blocos de tensão do momento fletor, você pode agora determinar o comprimento da tensão de compressão na peça da seção transversal e, portanto, o parâmetro α.

Figura 05 - Cálculo de α

A primeira opção 'Fixed N Ed, aumentar M Ed para alcançar f km' pode ser facilmente explicado com a tensão de plástico distribution.The força axial não é extrapolada mas sim aplicado ao tamanho agir. Como resultado, a área de compressão e α são geralmente menores ao usar essa opção.

A determinação dos valores-limite de c / t para as classes de seção cruzada individuais não é mais explicada neste artigo. Esta informação pode ser encontrada em [1] , Tabela 5.2.

Referências

[1] Eurocódigo 3: Projeto de estruturas de aço - Parte 1-1: Regras gerais e regras para edifícios; EN 1993‑1‑1: 2005 + AC: 2009
[1] SEMI-COMP +: Sistema de controle de qualidade para a execução de testes e supervisão no Eurocode 3 com o Schwerpunkt auf semi-kompakten Querschnitten. (2011). Graz: TU Graz - Institut für Stahlbau.

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